Учебное пособие: Физика

,                                         (1.35)

где постоянная определяется свойствами частицы, взаимодействующей с полем сил.

Подставим соотношение (1.35) в (1.33) и опять проинтегрируем вдоль траектории от точки 1 до точки 2. Получим

T2 - T1 +const(φ2 - φ1) = О,

т.е. величина T2 +const·φ2 = T1 +const·φ1

остается постоянной при движении вдоль траектории. Таким образом, для частицы в потенциальном поле внешней силы сохраняется, т. е. является интегралом движения, величина

E = T+const·φ(r).                                       (1.36)

Величина U = const·φ(r) называется потенциальной энергией частицы в поле φ(r), а выражение (1.36) представляет собой полную механическую энергию частицы

E = T + U.                                                 (1.37)

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Постоянное электрическое поле

Электрический заряд

Электрический заряд – определение:

Электрический заряд - характеристика частиц, определяющая интенсивность их электромагнитного взаимодействия.

Два вида зарядов

Существует два вида электрических зарядов, условно называемых положительными и отрицательными.

Взаимодействие зарядов разных знаков

Элементарные частицы - носители заряда

Носителями заряда являются элементарные частицы, заряд элементарных частиц, если они заряжены, одинаков по абсолютной величине e = 1.6·10-19 Кл.

Электрон имеет отрицательный заряд (-е), протон - положительный (+е), заряд нейтрона равен нулю. Из этих частиц построены атомы любого вещества.

Суммарный заряд атома равен нулю.

Закон сохранения заряда утверждает

В электрически изолированной системе суммарный заряд не может изменяться.

Релятивистская инвариантность заряда означает, что его величина, измеренная в различных инерциальных системах отсчета, оказывается одинаковой.

Или: Величина заряда не зависит от скорости, с которой он движется.

Взаимодействие точечных зарядов

Точечный заряд - модель заряженного тела, сохраняющая три его свойства: положение в пространстве, заряд и массу.

Или: точечный заряд - это заряженное тело, размерами которого можно пренебречь.

Закон Кулона Взаимодействие двух точечных неподвижных зарядов в вакууме описывается законом Кулона:

.

В системе СИ

,

ε0 = 8.85 ·10-12 Ф/м.

Закон Кулона в системе СИ

.

Единица заряда в системе СИ - кулон Один кулон (1 Кл) определяется через единицу силы тока, см. (10.1).

Принцип суперпозиции утверждает, что сила взаимодействия двух зарядов не изменится, если к ним добавить еще какие либо заряды. Для зарядов на рисунке это значит, что и не зависят от присутствия заряда q3, и не зависят от присутствия заряда q2, аналогично - и не завися от заряда q1.

Электрическое поле

Заряд - источник поля. Всякий покоящийся заряд создает в пространстве вокруг себя только электрическое поле. Движущийся - еще и магнитное.

Заряд - индикатор поля. О наличии электрического поля судят по силе, действующей на неподвижный положительный точечный заряд, помещенный в это поле (пробный заряд).

Напряженность - силовая характеристика электрического поля. Если на неподвижный точечный заряд qпр. действует сила, то значит, в точке нахождения этого заряда существует электрическое поле, напряженность которого определяется так:

Единица напряженности в системе СИ имеет название вольт на метр (В/м), при такой напряженности на заряд в 1 Кл действует сила в 1 Н. Происхождение размерности В/м .

Знаем напряженность - найдем силу

Если в каждой точке пространства нам известна напряженность электрического поля , то мы можем найти силу, действующую на точечный заряд, помещенный в точку r (3.3)

.

Принцип суперпозиции электрических полей

Напряженность поля точечного заряда

Решение:

а) поместим в точку пробный заряд qпр и найдем по закону Кулона (2.2) силу, действующую на пробный заряд:

;

б) воспользуемся определением напряженности электрического поля (3.3):

.

Для модуля напряженности:

.

Ответ: напряженность поля, созданного в точке точечным зарядом q, прямо пропорциональна величине этого заряда (создающего поле, заряда - источника поля) и обратно пропорциональна квадрату расстояния от заряда - источника поля до точки, где ищется поле.

!!! Пробный заряд в ответ не входит!

.

Линии напряженности

Для графического изображения электрического поля используются линии напряженности (силовые линии). Их строят по следующим правилам:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11