Elektrostatiese krag en afstand: wat, wanneer, hoe en gedetailleerde feite


In hierdie artikel gaan ons die elektrostatiese krag bespreek, en hoe dit volledig afhanklik is van die afstand.

'n Krag tussen die twee gelaaide deeltjies staan ​​bekend as die elektrostatiese krag en die sterkte van die krag berus op die hoeveelheid lading wat deur die deeltjie gehou word en die afstand wat dit van die ander gelaaide deeltjie skei.

Elektrostatiese krag en afstand grafiek

Die elektrostatiese krag tussen die twee ladings in rus word gegee deur die verband:-

E=1/4 πɛ (q1q2/r2)

As die afstand tussen die twee ladings toeneem, dan sal die elektrostatiese krag tussen die soortgelyke ladings afneem, en dié van tussen ongelyke ladings sal die elektrostatiese krag toeneem wanneer die afstand tussen die twee ladings vergroot word.

As die twee ladings dieselfde ladings is, sal die produk van die twee ladings positief wees en dus sal die elektrostatiese krag positief wees.

Soos die afstand tussen die twee ladings toeneem, sal die krag aanvanklik skerp daal en dan geleidelik verder afneem. Daarom toon die bostaande grafiek 'n eksponensiële kurwe.

Lees meer oor Die elektriese veld tussen twee plate: Formule, Grootte, Rigting, Imp FAQs.

Voorbeeld: Beskou twee ladings q1 en q2 met ladings van 1C en 2C onderskeidelik. Vind uit die variasie in die elektrostatiese krag tussen hierdie twee ladings is die afstand tussen die twee veranderinge, en teken dan die grafiek.

Gegee: q1 = 1C

q2 = 2C

Op d=1cm

E1=1/4πɛ q1q2/r2

E1= 9 * 109*{1C*2C/(1)2}

= 9 * 109*2=18*109N

Op d=2cm

E2=1/4πɛ(q1q2/r2)

E2= 9 * 109*(1C*2C/(2)2)

E2= 9 * 109*frac{2/4}

=9* 109*0.5=4.5*109 N

Op d=3cm

E3= 1/4πɛ(q1q2/r2)

= 9 * 109*(2/9)

=2* 109 N

Op d=4cm

E4= 1/4πɛ(q1q2/r2)

E4= 9 * 109*{1C*2C/(4)2}

= 9 * 109*{2/16}

= 1.125 * 109 N

Op d=5cm

E5= 1/4πɛ(q1q2/r2)

E5= 9 * 109*{1C* 2C/(5)2}

= 9 * 109*{2/25}

= 0.72 * 109N

Laat ons nou die grafiek vir bogenoemde teken

Ons het,

Afstand (cm)Elektrostatiese krag (× 109 N)
118
24.5
32
41.125
50.72
Grafiek van elektrostatiese krag v/s afstand

Dit is dus duidelik dat die elektrostatiese krag sal eksponensieel afneem met uitbreidingsafstand as die twee ladings soos gelaaide deeltjies is.

Kom ons kyk verder na die verband tussen die elektrostatiese krag en die afstand as die twee ladings anders is as ladings. Ons is baie bekend dat die twee verskillende ladings die aantrekkingskragte na mekaar toon, en dus sal hierdie krag toeneem as die afstand tussen hulle toeneem en die grafiek sal lyk soos hieronder getoon:-

Grafiek van Elektrostatiese Energie v/s Afstand vir Ongelyke Ladings

Die produk van een negatief gelaaide en een positief gelaaide deeltjie sal 'n produk negatief gee en dus is die elektrostatiese krag negatief. Soos die afstand wat die twee skei toeneem, sal die aantrekkingskrag tussen die twee per vierkante afstand toeneem.

Kom ons verstaan ​​hoekom die grafiek ook in hierdie geval 'n eksponensiële kurwe toon, deur 'n eenvoudige voorbeeld hieronder te neem.

Voorbeeld: Beskou twee ladings q1 en q2 met ladings van -1C en 2C onderskeidelik. Vind die elektrostatiese krag met die veranderlike afstand wat die twee gelaaide deeltjies skei en teken dan die grafiek vir dieselfde.

Gegee: q1 = -1C

q2 = 2C

Op d=1cm

E5= 1/4πɛ(q1q2/r2)

E5= 9 * 109*{-1C*2C/(1)2}

= 9 * 109 * (-2)=-18*109N

Op d=2cm

E2= 1/4πɛ(q1q2/r2)

E2= 9 * 109*{-1C*2C/(2)2}

E2=9* 109*{-2/4}

= 9 * 109(-0.5)=-4.5*109N

Op d=3cm

E3= 1/4πɛ(q1q2/r2)

E3= 9 * 109*{-1C*2C/(3)2}

= 9 * 109*{-2/9}

=-2*109 N

Op d=4cm

E4= 1/4πɛ(q1q2/r2)

E4=9* 109*{-1C*2C/(4)2}

= 9 * 109*{-2/16}

=-1.125*109N

Op d=5cm

E5= 1/4πɛ(q1q2/r2)

E5= 9 * 109*{-1C*2C/(5)2}

= 9 * 109*{-2/25}

=-0.72*109N

Laat ons nou die grafiek vir bogenoemde teken

Ons het,

Afstand (cm)Elektrostatiese krag (× 109 N)
1-18
2-4.5
3-2
4-1.125
5-0.72
Grafiek van elektrostatiese krag v/s afstand

Dit is dus duidelik uit die grafiek dat namate die afstand tussen die twee ongelyke ladings toeneem, die elektrostatiese krag saam met die afstand toeneem.

Lees meer oor Is elektrostatiese krag konserwatief: Uitputtende insigte.

Die elektrostatiese krag word verwant aan 'n afstand deur die verhouding E= 1/4πɛ(q1q2/r2)

Die aantrekkingskrag tussen die twee sal toeneem as ons die twee ladings van mekaar skei en die afstootkrag sal styg as die ladings naby mekaar geplaas word.

Die elektrostatiese krag hang hoofsaaklik af van die lading van die deeltjies, afhangende van watter aantrekkings- of afstotingskrag in die prentjie kom. Dit maak heeltemal staat op die lading van die deeltjie en die afstand.

Lees meer oor Netto elektrostatiese krag: hoe om te vind, probleme en algemene vrae.

Probleem: Drie gelaaide deeltjies word geskei deur 'n afstand met verskillende ladings soos in die onderstaande figuur getoon. Bereken die elektrostatiese krag op lading Q1.

Fig. Elektrostatiese krag tussen drie gelaaide deeltjies

Die elektrostatiese krag tussen lading Q1 en V2 is

E1=1/4πɛ0(q1q2/r2)

= 9 * 109*{1C*3C/(2)2}

= 9 * 109*{3/4}

= 6.75 * 109N

Die elektrostatiese krag tussen lading Q1 en V3 is

E2=1/4πɛ0(q1q2/r2)

= 9 * 109*{1C*(-2)/(3)2}

= 9 * 109* {(-2)/9}

=-2*109N

Vandaar die netto krag wat op die punt inwerk

F=E1+E2

=(6.75-2)*109

= 4.75 * 109N

Die netto krag op die puntlading Q1 is 4.75 × 109 N.

Lees meer oor Elektriese kragvoorbeelde: Uitputtende voorbeelde.

Neem elektrostatiese krag toe met afstand?

Die elektrostatiese krag neem toe met die afstand as die twee elektriese ladings wat gehou word anders is as ladings.

Aangesien die elektrostatiese krag omgekeerd verwant is aan die afstand wat die twee elektriese ladings skei, sal die aantrekkingskrag toeneem wanneer hierdie afstand tot 'n groter en groter mate sal verleng.

Dit is nie die geval tussen die afstootlike aanklagte nie. As die afstand toeneem wat die twee elektriese ladings skei, sal hierdie afstootkrag tussen die twee ladings afneem. Dus, in die geval van soortgelyke ladings, sal die elektrostatiese krag afneem soos die gaping tussen die twee elektriese ladings sal verminder.

Lees meer oor Krag op bewegende lading in elektriese veld: verskeie benaderings en probleemvoorbeelde.

Hoe verhoog afstand krag?

Die krag word verhoog as die afstand tussen die soortgelyke ladings verminder word en tussen ongelyke ladings verleng word.

Die aantrekkingskrag tussen die twee ongelyke ladings neem toe as die afstand wat die twee ladings skei toeneem, en die afstotende elektrostatiese krag sal meer wees wanneer die twee soortgelyke ladings baie naby aan mekaar sal wees, dit wil sê as die afstand tussen die twee ladings minimum wees.

Hoe werk elektrostatiese krag?

'n Aantrekkings- of afstotingskrag tussen die twee ladings word die elektrostatiese krag genoem.

Die elektrostatiese krag maak direk staat op die lading wat 'n deeltjie dra, afhangende van die aantal protone en elektrone wat deur die deeltjie gevorm word.

Afhangende van 'n lading is daar 'n aantrekkings- of afstotingskrag tussen die twee ladings wat met 'n afstand geskei word. Die andersoortige ladings toon die elektrostatiese aantrekkingskrag soos die elektrondraers in die deeltjie aantrek na die deeltjie wat maksimum draers van die protone het wat positief gelaai is omdat die elektrone die vakante spasies in die positief gelaaide deeltjie kan vul.

Wel, soortgelyke aanklagte sal 'n krag op mekaar uitoefen om teendeel weg te stoot. Dit is omdat twee positief gelaaide deeltjies die maksimum aantal protone sal hê en dus sal wegbeweeg as daar geen beskikbaarheid van elektrone is nie. Dieselfde is die geval wanneer twee ladings negatief gelaai is en hulle het meer aantal elektrone, sal die deeltjie nie meer meer aantal elektrone neem nie en toon dus nie aantrekkingskrag na mekaar nie.

Lees meer oor elektrostatika.

Algemene vrae

Wat is die elektrostatiese potensiaal?

Die potensiaal van die elektriese ladings om die werk te doen of om die werk gedoen te kry, definieer die elektriese potensiaal van daardie lading.

Die elektrostatiese potensiaal is die energie wat benodig word om 'n gelaaide deeltjie van 'n oneindige posisie na 'n eindige afstand te bring deur die toepassing van die elektrostatiese krag tussen die puntlading en daardie deeltjie op 'n oneindige afstand.

Hoe verskil elektriese potensiaal van elektriese krag?

Die elektriese potensiaal is die energie van een deeltjie terwyl die elektriese krag 'n krag is wat opgelê word as gevolg van twee of meer gelaaide deeltjies.

Die energie wat nodig is vir 'n gelaaide deeltjie om die werk te doen, word die elektriese potensiaal genoem, en inteendeel, die krag wat tussen die twee gelaaide deeltjies verkry word, is die elektriese krag.

Wat is elektrostatika?

Die term elektrostatika handel oor die elektriese ladingdraers, en hul eienskappe.

Daar is altyd 'n krag van aantrekking en afstoting afhangende van die aantal ladingdraers in die deeltjie wat bekend staan ​​as elektrostatiese krag.

AKSHITA MAPARI

Hallo, ek is Akshita Mapari. Ek het M.Sc. in Fisika. Ek het aan projekte gewerk soos Numeriese modellering van winde en golwe tydens sikloon, Fisika van speelgoed en gemeganiseerde opwindingsmasjiene in pretpark gebaseer op Klassieke Meganika. Ek het 'n kursus oor Arduino gevolg en het 'n paar mini-projekte op Arduino UNO bereik. Ek hou altyd daarvan om nuwe sones op die gebied van wetenskap te verken. Ek glo persoonlik dat leer meer entoesiasties is as dit met kreatiwiteit geleer word. Afgesien hiervan hou ek daarvan om te lees, te reis, op kitaar te tokkel, klippe en lae te identifiseer, fotografie en skaak te speel. Koppel my op LinkedIn - linkedin.com/in/akshita-mapari-b38a68122

Onlangse plasings