Какая сила действует между зарядами: Напряженность и закон Кулона

Напряженность и закон Кулона

Закон Кулона 

Закон сохранения электрического заряда

Напряженность

Принцип суперпозиции

Электрическое поле

Потенциал электростатического поля

Разность потенциалов

---

Теория

Совсем чуть−чуть. 

Закон Кулона — сила, с которой два точечных заряда действуют друг на друга. Она обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и прямо пропорциональна произведению их зарядов.

Заряды с одинаковым знаком отталкиваются, с разными — притягиваются. По III з. Ньютона сила действия одного заряда равна силе действия другого:

Наглядно рассказывается об этом в видео.
А напряженность — силовая характеристика электрического поля. По-простому: электрическое поле действует на заряд, и вот сила, с которой поле действует на заряд, и есть напряженность. 

Напряженность НЕ зависит от величины заряда, помещенного в поле!

Задачи

Задача 1 Два одинаковых маленьких положительно заряженных металлических шарика находятся в вакууме на достаточно большом расстоянии друг от друга. Модуль силы их кулоновского взаимодействия равен F₁. Модули зарядов шариков отличаются в 5 раз. Если эти шарики привести в соприкосновение, а затем расположить на прежнем расстоянии друг от друга, то модуль силы их кулоновского взаимодействия станет равным F₂. Определите отношение F₂ к F₁.

Скажем, что заряд одного шарика q, другого 5q. Тогда сила Кулона между ними:

А если теперь соединить два шарика, то общий заряд разделится пополам (на каждый шарик). Общий заряд 5q + q = 6q, тогда на каждом шарике окажется по 3q. Тогда сила Кулона:

Отношение получится таким:

Ответ: 1,8

Задача 2 Два одинаковых маленьких разноименно заряженных металлических шарика находятся в вакууме на достаточно большом расстоянии друг от друга. Модуль силы их кулоновского взаимодействия равен F₁. Модули зарядов шариков отличаются в 4 раза. Если эти шарики привести в соприкосновение, а затем расположить на прежнем расстоянии друг от друга, то модуль силы их кулоновского взаимодействия станет равным F₂. Определите отношение F₁ к F₂.

Та же самая задача? А вот и нет, одно слово другое: разноименно вместо положительных. Это значит, что один шарик будет заряжен положительно, другой отрицательно. По сравнению с первым случаем сила Кулона никак не изменится по модулю (только по нарпавлению).

А вот после соприкосновения изменится. Общий заряд: 5q − q = 4q или q − 5q = − 4q, тогда на каждый шар пойдет по 2q:

Отношение:

Ответ: 0,8

Задача 3 На нерастяжимой нити висит шарик массой 100 г, имеющий заряд 20 мкКл. Как необходимо зарядить второй шарик, который подносят снизу к первому шарику на расстояние 30 см, чтобы сила натяжения: а) увеличилась в 4 раза; б) рассмотреть случай невесомости?

В начальный момент времени на шарик действуют две силы:

а) Чтобы сила натяжения увеличилась в 4 раза, сила Кулона должна быть направлена вниз, значит, нужно поднести отрицательно заряженный шарик. Запишем также уравнение на ось Y:

б) Невесомость возникает, когда сила натяжения равна нулю. Для этого нужно, чтобы сила Кулона была направлена вверх, значит, подносим положительный заряд:

Ответ: −1,5 мкКл, 500 нКл.

Задача 3 Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает с поверхности пластинки электрон, который попадает в электрическое поле с напряженностью 125 В/м. Найти расстояние, которое он пролетит прежде, чем разгонится до скорости, равной 1% от скорости света. 

В задаче говорится про электрон, значит, его массу m = 9,1×10⁻³¹ кг и заряд q = 1,6 × 10⁻¹⁹ Кл можно посмотреть в справочных данных.

Найдем ускорение электрона в электрическом поле:

Остается найти пройденный путь в равноускоренном движении при нулевой начальной скорости: 

Ответ: 0,2 м

Задача 4 Полый заряженный шарик массой m = 0,4 г. движется в однородном горизонтальном электрическом поле из состояния покоя. Модуль напряженности электрического поля E = 500 кВ/м. Траектория шарика образует с вертикалью угол α = 45°. Чему равен заряд шарика? 

Для начала разберемся, какие силы действуют на заряд:

Заряд движется под углом 45 градусов, значит, отношением сил будет тангенс 45°:

Ответ: 8×10⁻⁹ Кл

Задача 5 При нормальных условиях электрический «пробой» сухого воздуха наступает при напряжённости электрического поля 30 кВ/см. В результате «пробоя» молекулы газа, входящие в состав воздуха, ионизируются и появляются свободные электроны. Какую кинетическую энергию приобретёт такой электрон, пройдя в электрическом поле расстояние 10⁻⁵ см? Ответ выразите в электронвольтах. (ЕГЭ)

Задача кажется весьма тяжелой, но это обманчиво. Воспользуемся знакомой формулой напряженности: 

Домножим на длину обе части, тогда слева получится работа, а работа — это изменение энергии:

Переводить сантиметры не обязательно, они сократятся. Чтобы перевести джоули в электронвольты, нужно разделить на 1,6 × 10⁻¹⁹

Ответ: 0,3 эВ

Задача 6 В вершинах равностороннего треугольника со стороной «а» находятся заряды +q, +q и -q. Найти напряженность поля Е в центре треугольника.

Покажем, как направлена напряженность: для двух положительных зарядов — от них (красные стрелочки), для отрицательного заряда — к нему (синяя стрелочка).

Угол между синим вектором и красным составляет 60°. Если продлить красный вектор до стороны, получится прямоугольный треугольник. Тогда, чтобы посчитать результирующую напряженность, спроецируем красные векторы на синий: 

Остается разобрать на каком расстоянии находятся заряды от центра треугольника. Высоту треугольника можно найти по т. Пифагора, равна она а√3/2. А расстояние тогда составит 2/3 от высоты:

Ответ: 6kq/a²

Задача 6 Два шарика с зарядами Q = –1 нКл и q = 5 нКл соответственно, находятся в однородном электрическом поле с напряженностью Е = 18 В/м, на расстоянии r = 1 м друг от друга. Масса первого шарика равна M = 5 г. Определите, какую массу должен иметь второй шарик, чтобы они двигались с прежним между ними расстоянием и с постоянным по модулю ускорением. (ЕГЭ — 2016)

Направим ось X вправо и покажем, какие силы действуют на каждый заряд.

На положительный заряд электрическая сила действует по линиям напряженности, для отрицательного заряда все наоборот. Силы кулона направлены к зарядам, они разноименные. Составим уравнение для каждого заряда:

Сумма всех сила равна ma, потому что в условии сказано, что шарики двигаются с постоянным ускорением, а чтобы расстояние не менялось, двигаться они должны в одном направлении.

Разделим одно уравнение на другое и выразим массу:

Ответ: 8,3 гр.

Задача 7 Четыре маленьких одинаковых шарика, связанных нерастяжимыми нитями одинаковой длины, заряженызарядами q, q, q и 2q. Сила натяжения нити, связывающей первый и второй шарики, равна T. Найти силу натяжения нити, связывающейвторой и третий шарики. (Росатом)

Покажем, каким силам противодействует сила натяжения Т. Воспользуемся принципом суперпозиции и законом Кулона:

Сила натяжения Т удерживает первый шарик, других сил для него нет, значит, больше ничего для первого случая не требуется. 

Как проще это запомнить: проводим линию перпендикулярно той нити, о которой говорим (красная черточка), после записываем только те силы между шариками, которые появляются по разные стороны от проведенной линии:

Теперь также составим уравнения для силы натяжения между вторым и третьим шариком:

Распишим каждое уравнение по закону кулона, скажем, что расстояние между соседними шариками равно «а»:

Второе уравнение с подстановкой выражения из первого:

Ответ: 71T/53

Задача 8 Точечный заряд, расположенный в точке C, создаёт в точках A и B поле с напряжённостью Ea и Eb соответственно (см. рисунок; угол ACB — прямой). Найти напряжённость электрическогополя, создаваемого этим зарядом в точке M, являющейся основанием перпендикуляра, опущенного из точки C на прямую AB. (Росатом)

Запишем, чему равна напряженность в каждой из этих точек, взяв длины отрезков за a; b; h:

Площадь прямоугольного треугольника можно найти как полупроизведение катетов или как полупроизведение высоты и основания:

Возведем в квадрат получившиеся уравнение, а дальше смертельный номер: возводим в −1 степень и домножаем обе части на kq:

Выразим a² и b² через напряженность:

Ответ: Ea+Eb

Задача 9 Частицы с массами M и m, и зарядами q и −q соответственно вращаются с угловой скоростью ω по окружностям вокруг оси, направленной по внешнемуоднородному электрическому полю с напряжённостью E (рис.). Найдите расстояние L между частицами и расстояние H между плоскостями их орбит. (Всеросс. 2008)

Накрест лежащие углы при параллельных прямых (движения частиц) и секущей силы Кулона равны α. Покажем какие силы действуют на каждую частицу:

Запишем уравнения по осям на верхнюю частицу:

На нижнюю частицу:

Построим два треугольника, которые показывают расстояние между частицами и высоту между ними. 

Разделим уравнения друг на друга, а также выразим тангенс угла из этих треугольников:

Сложим два уравнения, чтобы найти расстояние между плоскостями:

Пункт «а» решили, теперь с расстоянием разберемся: выразим из ур-ия (1) длину, а дальше из треугольника выразим синус угла альфа:

Вместо Н подставим то, что мы нашли:

Задача 10 В точке O к стержню привязана непроводящая нить длиной R c зарядом q на конце. Известный эталонный заряд Q₂ и измеряемый заряд Q₁ установлены на расстояниях L₂ и L₁ от точки O. Все заряды одногознака и могут считаться точечными. Найдите величину заряда Q₁, если в состоянии равновесия нить отклонена на угол β от отрезка, соединяющегозаряды Q₂ и Q₁. (Всеросс. 2018)

Проведем оси, подпишем расстояние от Q₁ до q и от Q₂ до q. Запишем ур-ия сил на каждую ось:

Не хочется мучиться с силой натяжения нити, поэтому займемся ур-ем на ось Y:

Из прямоугольных треугольников можно получить такие соотношения, а также из теоремы косинусов выразить S₁ и S₂:

Подставим в ур-ие (1):

В качестве закрепления материала решите несколько похожих задач с ответами. 

Будь в курсе новых статеек, видео и легкого технического юмора.

изучаем статическое электричество – FIZI4KA

В этой главе…

• Оцениваем электрический заряд и электрическую силу
• Сканируем электрическое поле
• Изучаем электрическое поле с помощью точечных зарядов
• Создаем простое электрическое поле между пластинами конденсатора
• Постигаем электрические потенциалы, измеряя напряжение
• Связываем электрический потенциал с точечными зарядами

Вокруг нас все пронизано электричеством. В каждом атоме его собственные заряды вращаются с невероятной скоростью. Иногда электрические заряды проявляются совершенно неожиданно, например, ощущаются, как острое покалывание в момент касания наэлектризованной металлической дверной ручки или дверцы автомашины. А порой, наоборот, включая электрический свет, мы внезапно узнаем, что так остро необходимые электрические заряды куда-то пропали.

В этой главе повествование курса постепенно “электризуется”: в ней описываются причины того, почему избыток заряда на нашей одежде (например, из-за скопления слишком большого количества электронов) доставляет нам столь острые ощущения в момент разряда. Это пример типичного проявления статического электричества. Кроме того, в этой и следующей главах говорится о том, как ведут себя электрические заряды и как они становятся тем, что принято называть электрическим током. В данной главе речь идет об электрических зарядах, электрическом потенциале, электрических полях, силах, действующих между зарядами, и о многом другом. А все это начинается с мельчайших носителей заряда.

Плюс и минус: заряды электрона и протона

Атомы состоят из ядра с заряженными протонами и нейтральными нейтронами, а также из легких заряженных электронов, стремительно вращающихся вокруг ядра.

У заряженных частиц, электронов и протонов одинаковая величина заряда, равная:

где Кл означает кулон — используемая в СИ единица заряда (см. главу 2). Заряды протона и электрона соответственно равны +1,6·10^-19 Кл и -1,6·10^-19 Кл (считать заряд электрона отрицательным — это не более чем достигнутая в свое время договоренность). Таким образом, электроны — это частицы-носители электричества: как статического — при отсутствии движения заряженных частиц, так и динамического — с учетом движения заряженных частиц (например, электрический ток, который протекает по проводам). Итак, если имеется заряд, равный целому кулону, то какому количеству электронов он соответствует? Поскольку величина заряда каждого электрона равна 1,6·10^-19 Кл, то получается, что:

Итак, чтобы получить заряд в 1 Кл, надо собрать 6,25·10¹⁸ электронов. Но если собрать вместе огромное количество электронов, то произойдет интересная вещь. Электроны разлетятся в сторону, подобно родственникам, разбегающимся в конце скучного семейного мероприятия.

Тяни и толкай: электрические силы

Воздействие электрических зарядов друг на друга проявляется в виде силы. Например, чтобы удержать в одном месте 6,25·10¹⁸ электронов, придется приложить немало усилий. Все объекты вокруг нас содержат электрические заряды, но если некий объект имеет избыточное количество электронов, то он обладает суммарным отрицательным зарядом, а если, наоборот, электронов ему не хватает, то этот объект обладает суммарным положительным зарядом.

Как известно, одноименные полюсы магнитов отталкиваются, а разноименные — притягиваются. На рис. 16.1 показаны шарики, подвешенные на ниточках и имеющие электрический заряд. Так вот, как и в случае с магнитами, пары шариков с одноименными зарядами (+ и + или — и -) будут отталкиваться друг от друга, а пары с разноименными зарядами (+ и — или — и +) — наоборот, притягиваться друг к другу.

Подбираемся к закону Кулона

Недостаточно просто говорить о положительности или отрицательности заряда, надо еще указывать их числовые значения. Насколько велики силы, действующие между заряженными телами? Это зависит от того, насколько велики заряды и насколько далеко они находятся друг от друга. В главе 5 говорится о другой силе, действующей между телами, — силе всемирного тяготения:

где ​\( F \)​ — это сила, ​\( G \)​ — универсальная гравитационная постоянная, ​\( m_1 \)​ — масса первого тела, \( m_2 \) — масса второго, а ​\( r \)​ — расстояние между ними. Аналогично, в результате лабораторных измерений можно убедиться, что сила взаимодействия электрических зарядов выражается таким образом:

В данном случае \( q_1 \) и \( q_2 \) — это два взаимодействующих заряда, измеренных в кулонах, ​\( r \)​ — расстояние между ними, а ​\( k \)​ — коэффициент пропорциональности.

(В системе СГСЭ единица измерения заряда выбрана таким образом, что коэффициент ​\( k \)​ = 1, а сам символ \( k \) принято опускать в формуле закона Кулона.2 \)​ называется законом Кулона. Этот закон определяет величину силы, действующей между электрическими зарядами. Обратите внимание, что если заряды имеют одинаковый знак, то действующая между ними сила является положительной, т.е. заряды будут отталкиваться друг от друга. А если заряды имеют противоположные знаки, то действующая между ними сила является отрицательной, т.е. заряды будут притягиваться друг к другу.

Притягиваем заряды

Важным компонентом закона Кулона является расстояние между заряженными телами (см. два предыдущих раздела). Допустим, два точечных объекта разнесли на 1 м друг от друга и придали каждому из них заряд в 1 Кл: одному — отрицательный, а другому — положительный. Какую силу нужно приложить, чтобы преодолеть их притяжение друг к другу? Подставим численные значения в формулу закона Кулона:

Чтобы не дать шарикам сойтись, нужно приложить силу в 8,99·10⁹Н. Значение неправдоподобно большое — оно равносильно весу груза с массой примерно 560000 т или весу 10 наполненных нефтяных танкеров. Забавный вывод: следует хорошо подумать, прежде чем придавать точечным объектам заряды в 1 Кл. Как видите, между такими зарядами возникает чудовищно большое электрическое взаимодействие.

Вычисляем скорость электронов

Благодаря круговой орбите электрона можно связать между собой две силы: электростатическую и центростремительную (глава 10). Известно, что каждый атом водорода состоит из одного электрона, который вращается вокруг одного протона. Размеры атома водорода слишком малы, чтобы все это увидеть, но известно, что электрон носится вокруг протона очень быстро. Тогда возникает вопрос — насколько быстро? Как известно, между протоном и электроном действует электростатическая сила притяжения. При условии, что орбита электрона круговая, эта сила обеспечивает центростремительную силу (глава 10). Таким образом, электростатическую силу по закону Кулона можно приравнять к центростремительной силе:

Масса электрона и радиус его орбиты равны соответственно 9,1·10^-31 кг и 5,29·10^-11 м. Итак, взяв значения, требуемые для вычисления электростатической силы (константу ​\( k \)​, а также заряды электрона и протона), получим:

Полученная сила, действующая между электроном и протоном, обеспечивает центростремительную силу, поэтому:

Вычисление дает для ​\( v \)​ значение 2,19·10⁶ м/с или около 7,88 млн. км/ч! Попробуйте представить себе эту скорость; она равна где-то 1% от скорости света.

Изучаем силы, действующие между несколькими зарядами

Если в задаче рассматривается взаимодействие зарядов, то совсем не обязательно, что их будет только два. И если зарядов все-таки больше двух, то для вычисления результирующей силы, приложенной к любому из них, придется использовать векторы. (Подробнее о векторах можно узнать в главе 4.)

Посмотрите на рис. 16.2, где показаны три взаимодействующие заряда: один положительный и два отрицательных. Какова результирующая сила, действующая на положительный заряд?

На положительный заряд ​\( Q \)​ действуют силы, вызванные двумя отрицательными зарядами ​\( Q_1 \)​ и \( Q_2 \); на рис. 16.2 эти силы обозначены, как \( F_1 \) и \( F_2 \). Суммой \( F_1 \) и \( F_2 \) является \( F_{рез} \). Пусть \( Q_1 \) = \( Q_2 \) = -1,0·10^-8 Кл, ​\( Q \)​ = 3,0·10^-8 Кл, а все заряды, как показано на рисунке, расположены на осях X и Y в 1,0 см от начала координат. Чему равна\( F_{рез} \)? С помощью теоремы Пифагора (глава 2) получаем ​\( \theta \)​ = 45°. По величине ​\( F_1=F_2 \)​, поэтому:

Какова величина \( F_1 \)?

Итак, \( F_1 \) равняется 1,9·10^-2 Н, и можно найти результирующую силу, действующую на положительный заряд:

Итак, величина результирующей силы, действующей на положительный заряд, получена в виде векторной суммы (глава 4) и равняется 2,7·10^-2 Н.

Действие на расстояние: электрические поля

Чтобы найти силу, действующую между двумя зарядами, надо знать величину (значение) каждого из них. А когда зарядов целое множество, то не исключено, что и их значений также целое множество. Что если к имеющемуся множеству зарядов кто-то другой захочет добавить еще и пробный заряд (т.е. заряд, используемый специально для измерения действующих на него сил)? Допустим, что величина этого нового пробного заряда не известна. Может, 1 Кл? А почему бы не 1,0·10^-8 Кл или 1,0·10³ Кл?

Чтобы описать, как имеющееся множество зарядов будет воздействовать на чей-то другой пробный заряд, физики ввели понятие электрическое поле. Для определения силы взаимодействия поля от имеющегося множества зарядов достаточно умножить величину пробного заряда на величину напряженности поля в той точке, где он находится. Вот как определяется напряженность ​\( \mathbf{E} \)​ электрического поля:

где \( \mathbf{F} \) обозначает силу, действующую на пробный заряд со стороны имеющегося множества зарядов, a ​\( q \)​ — величина пробного заряда. Напряженность выражается в ньютонах на один кулон (Н·Кл^-1). Обратите внимание, что речь идет о векторной величине, т.е. имеющей модуль и направление (глава 4).

Другими словами, напряженность электрического поля в той или иной точке — это сила, которая бы действовала в ней на пробный заряд в один кулон. Направление напряженности совпадает с направлением силы, вызываемой в данной точке каким-либо положительным зарядом.

Представим, что вы перемещаете по горизонтали заряд в 1 Кл. День солнечный, погода прекрасна, но тут нежданно-негаданно заряд оказывается в электрическом поле с напряженностью 5 Н/Кл, направленной противоположно его движению (рис. 16.3).

Что же происходит? На объект с зарядом 1 Кл внезапно действует сила, направленная противоположно его движению:

Если изменить направление движения объекта с зарядом 1 Кл, то эта сила будет направлена уже по ходу его движения. Польза понятия “электрическое поле” состоит в следующем: по напряженности поля можно определить силу, действующую на заряд в этом поле. Если заряд в точке положительный, то направление этой силы будет совпадать с направлением напряженности поля в этой точке, а если заряд отрицательный, то сила будет направлена в противоположную сторону.

Так как напряженность электрического поля в любой точке — это результирующий вектор (обладающий, как известно, величиной и направлением), то его можно вычислить путем сложения составляющих его векторов (об особенностях такого сложения говорится в главе 4). Посмотрите на рис. 16.4, где показаны (в виде векторов напряженности) два исходных электрических поля, “горизонтальное” и “вертикальное”, расположенные в одной и той же области. Образуемое ими общее электрическое поле имеет напряженность, равную векторной сумме их напряженностей.

По всем направлениям: электрические поля от точечных зарядов

Не все электрические поля выглядят так просто как те, что показаны на рис. 16.3. Как, например, выглядит электрическое поле от точечного заряда? Под точечным подразумевается заряд очень малого физического объекта. Известно, что заряд ​\( Q \)​ создает электрическое поле, но какое? Благодаря формуле напряженности электрического поля, ​\( E=F/q \)​, ответить на этот вопрос достаточно просто.2 \)​. Она является вектором (глава 4), но куда направлен этот вектор? Чтобы узнать это, вернемся к пробному заряду ​\( q \)​ и предположим, что он является положительным (помните, что напряженность электрического поля определяется как сила, действующая на положительный заряд в один кулон).

В любом месте электрического поля сила, действующая из ​\( Q \)​ на \( q \), является радиальной, т.е. направленной по прямой, которая соединяет центры двух зарядов. Если заряды \( Q \) и \( q \) положительны, то сила, действующая на \( q \), будет направлена не к \( Q \), а в противоположную сторону. Таким образом, напряженность электрического поля в любой точке будет также направлена в противоположную от \( Q \) сторону. Это можно увидеть на рис. 16.5, где электрическое поле изображено в виде так называемых линий поля, использовать которые впервые предложил Майкл Фарадей в XIX веке.

Глядя на линии поля, можно получить хорошее качественное представление электрического поля (не путать с количественным представлением, т. / чисел). И когда в точке А линии поля ближе друг к другу, чем в точке В, то это значит, что в точке А поле сильнее, чем в точке В. Кроме того, обратите внимание, что линии поля расходятся от положительных зарядов и, наоборот, сходятся к отрицательным зарядам (рис. 16.5).

Как определить величину электрического поля от нескольких зарядов? В таком случае напряженности полей в каждой точке надо складывать как векторы. Например, имея два точечных заряда, положительный и отрицательный, получим электрическое поле, показанное на рис. 16.6.

Линии поля (как те, что показаны на рис. 16.6) начинаются на положительном заряде и заканчиваются на отрицательном заряде, т.е. они не могут начинаться или заканчиваться в точке пространства без заряда.

Заряжаем конденсатор: электрические поля между плоскими пластинами

Вычисление электрического поля от множества точечных зарядов, о котором говорилось в предыдущем разделе, в общем случае представляет собой довольно сложную задачу сложения векторов (глава 4). Чтобы облегчить себе жизнь, физики используют модели простых полей. Рассмотрим модель простого поля в плоском конденсаторе. Вообще говоря, конденсатором (не обязательно плоским) называется объект, способный сохранять заряд: положительный и отрицательный заряды хранятся отдельно, чтобы они притягивались друг к другу, но не могли самостоятельно соединиться.

На рис. 16.7 показан пример конденсатора с двумя плоскими пластинами: на одной пластине равномерно распределен заряд ​\( +q \)​, а на другой — заряд ​\( -q \)​. Все компоненты напряженностей полей, созданных точечными зарядами, на этих пластинах взаимно компенсируют друг друга, за исключением тех компонент, которые направлены перпендикулярно пластинам. Другими словами, между параллельными пластинами конденсатора создаются постоянные электрические поля, работать с которыми легче, чем с полями точечных зарядов.

В результате достаточно долгих вычислений можно сделать вывод, что электрическое поле между пластинами постоянно (если пластины находятся друг от друга достаточно близко), а его напряженность равна:

где ​\( \varepsilon_0 \)​ — это электрическая постоянная, равная 8,85·10^-12 Кл²·Н^-1·м^-2 (см. один из предыдущих разделов этой главы), ​\( q \)​ — общий заряд на каждой из пластин (на одной и на другой из них заряд соответственно равен \( +q \) и \( -q \)), \( A \) — это площадь каждой пластины. Формулу еще можно записать с помощью плотности заряда ​\( \sigma \)​ на каждой пластине, где ​\( \sigma=q/A \)​ (заряд, приходящийся на единицу площади). Тогда формула будет выглядеть таким образом:

Модель плоского конденсатора значительно облегчает жизнь физика потому, что напряженность электрического поля постоянна и имеет постоянное направление (с положительной пластины на отрицательную), поэтому для вычисления напряженности поля не важно, в каком месте между пластинами измеряется напряженность поля.

Повышаем напряжение: электрический потенциал

Электрические поля (см. предыдущий раздел) — это еще не все, что относится к электричеству. Для изучения электричества придется использовать и другие понятия. Например, для работы с электрическими силами удобно использовать понятие потенциальной энергии, или энергии, “запасенной” в теле или в системе тел. В механике вполне естественно связывают работу силы и потенциальную энергию: например, подъем груза в поле силы тяжести связывается с увеличением потенциальной энергии ​\( \Delta W \)​, т.е. энергии, накапливаемой в теле благодаря его новому положению:

где ​\( m \)​ означает массу, ​\( g \)​ — ускорение свободного падения в поле силы тяжести, ​\( h_1 \)​ и \( h_2 \) — соответственно конечную и начальную высоту. Так как в электрическом поле на заряды действует сила, то можно говорить о потенциальной энергии и в электрических полях. Такой энергией является потенциальная энергия электрического поля, а ее изменение создает новую величину, которая называется напряжением и является движущей силой электрического тока.

Вычисляем потенциальную энергию электрического поля

Потенциальная энергия электрического поля — это потенциальная энергия, “запасенная” в электрическом поле. При знакомстве с понятием энергии в главе 8 мы также познакомились с понятием работы. Предположим, что положительный заряд перемещается по направлению к положительно заряженной пластине, как показано на рис. 16.8. Как они будут взаимодействовать друг с другом? Линии поля идут от положительных зарядов к отрицательным, а показанный на рисунке одиночный положительный заряд взаимодействует с положительно заряженной пластиной. Поскольку этот заряд имеет положительный знак, то действующая на него сила будет отталкивать его от положительно заряженной пластины, то есть вправо в плоскости рисунка. Кроме того, одиночный заряд будет притягиваться отрицательно заряженной пластиной справа от него.

Итак, каким будет изменение потенциальной энергии положительного заряда при перемещении его между пластинами справа налево против силы, направленной в обратную сторону? Работа ​\( A \)​ по перемещению заряда должна равняться увеличению его потенциальной энергии. Формула такой работы имеет следующий вид:

где ​\( F \)​ и ​\( s \)​ означают соответственно силу и перемещение. Сила, приложенная к положительному заряду, равна ​\( qE \)​, где ​\( q \)​ — это величина заряда, а ​\( E \)​ — напряженность электрического поля, в котором он находится. В результате получаем для формулы работы следующее выражение:

Закон Кулона — взаимодействие электрических зарядов, формула и задачи

Предыстория кулоновского открытия

Ещё в VII веке до н. э. древнегреческий философ Фалес из Милета обратил внимание на свойство янтаря, натёртого шерстью, притягивать лёгкие предметы. В 1600 году Уильям Гилберт, придворный врач английской королевы Елизаветы I, ввёл термин «электричество», когда изучал электромагнитные явления. В конце XVII века инженер из Магдебурга Отто фон Герике обнаружил эффект отталкивания наэлектризованных тел. В 1746 году нидерландский физик П. ван Мушенбрук сконструировал «лейденскую банку» — прообраз современного радиотехнического конденсатора.

В России изучением атмосферного электричества занимались М. В. Ломоносов и Г. В. Рихман. Американец Б. Франклин в 1747 году создаёт первую теорию, описывающую элементарные свойства электрических зарядов. С середины XVIII столетия исследователи вплотную подходят к обнаружению зависимости силы, действующей между заряженными телами, от расстояния между ними. Учёные, работы которых предшествовали открытию Кулона:

1. В 1759 году профессор Ф. Эппиус из Академии наук в Санкт-Петербурге высказал гипотезу об обратно пропорциональной зависимости электрической силы от расстояния.
2. Швейцарский математик и механик Д. Бернулли установил закон квадратичности с помощью электрометра в 1760 году.
3. В 1767 году англичанин Дж. Пристли высказал мнение, что электрическое притяжение предметов подчиняется закону, аналогичному закону всемирного тяготения.
4. Физик из Эдинбурга Д. Робисон в 1769 году установил, что заряженные электричеством шары взаимодействуют между собой. При этом предметы с одноимённым зарядом отталкиваются, а тела с разноимёнными зарядами двигаются навстречу друг другу.

Жизнь военного академика

Четырнадцатого июня 1736 года у Анри Кулона и Катрины Баже, живших в это время на юго-западе Франции в Ангулеме, родился сын. Мальчика назвали Шарлем Огюстеном. Вскоре после рождения ребёнка семья переехала в Париж. Здесь отцу семейства, бывшему военному, предстояло стать государственным чиновником.

Первоначальное образование Шарль получил в Колледже Четырёх Наций, созданном в честь объединения 4-х провинций под властью французского короля. Учебное заведение, которое построили в 1688 году по завещанию и на средства кардинала Мазарини, также носило имя церковного иерарха. В лучшей парижской школе того времени обучались выходцы из дворянских семей мужского пола от 10 до 15 лет. Приоритетной дисциплиной считалась математика. В число преподавателей входили астроном Ж. Делил, философ Ж. Даламбер, химик А. Лавуазье.

Мать Кулона мечтала о медицинской или юридической карьере для сына. Нежелание юноши подчиниться воле родительницы приводит к отъезду Шарля из Парижа на родину отца в город Монпелье. Здесь жил Анри после того, как разорился из-за неудачных спекуляций. Молодой человек становится членом городского Королевского научного общества, представив работы по математике и астрономии.

Чтобы иметь постоянный и надёжный источник доходов, по совету отца Шарль поступает в Мезьерскую школу военных инженеров, которую закончил в 1761 году. В чине старшего лейтенанта Кулон направляется на западное побережье Франции и начинает службу в Бресте, где занимается картографией и перестройкой береговых укреплений. С 1764 по 1772 год будущий исследователь возглавляет строительство форта Бурбон в колонии на острове Мартиника в Карибском море.

После возвращения на родину Кулон, получивший звание капитана, служит в гарнизонах французской армии — в Бушене, Шербуре, Рошфоре и Лилле. У инженера появляется свободное время, которое отдаётся научным изысканиям и написанию трактатов. Темами исследований становятся техническая механика, магнетизм, кручение материалов, трение качения и скольжения.

Осенью 1781 года офицера переводят по службе в Париж и назначают консультантом по военно-инженерным вопросам. Одновременно инженера избирают в столичную Академию наук. С 1784 года Шарль исполняет обязанности главного интенданта вод и фонтанов Королевства Франции. В это же время проводятся эксперименты по изучению электростатического притяжения. В 1791 году подполковник Кулон выходит в отставку.

Политические потрясения во Франции в конце XVIII века заставляют исследователя покинуть Париж и временно поселиться в поместье недалеко от города Блуа.

С приходом к власти Наполеона Бонапарта Кулон возвращается к общественной работе в Академии наук. Многочисленные поездки по стране, связанные с системой народного просвещения, подрывают здоровье учёного. Шарль Огюстен де Кулон скончался в Париже 23 августа 1806 года.

Основной закон электростатики

В 1785 году Кулон представил в парижскую Академию наук доклад, в котором описывал устройство и применение сконструированных им электрических весов. Принцип действия механизма основан на крутильных свойствах металлической проволоки. Работая над конструкцией прибора, исследователь обратил внимание на зависимость силы, действующей на предметы, от расстояния между ними.

Определение закона, открытого французским учёным, гласит: «Два одинаковых шарика, заряженные электричеством одной полярности, отталкиваются друг от друга с силой, величина, которой обратно пропорциональна квадрату расстояния между центральными точками шаров». Буквальное выполнение правила зависит от трёх обстоятельств. Условия, необходимые для выполнения закона:

• размер зарядов в несколько раз меньше расстояния между ними, то есть они должны быть точечными;
• неподвижность;
• заряды помещены в вакуум.

Математическое выражение

Закон Кулона, формула которого напоминает математическую формулировку ньютоновского закона всемирного тяготения, относится к числу фундаментальных. Это значит, что в основе открытия лежат экспериментальные исследования. Кроме того, обнаруженные закономерности не вытекают из другого закона физики. Закон взаимодействия двух электрических зарядов в вакууме описывает формула F = k ∙ (q₁ ∙ q₂) ∕ r², где:

• F — кулонова сила;
• k — коэффициент пропорциональности в законе Кулона;
• q₁, q₂ — электрический заряд каждого тела, измеряемый в кулонах;
• r — расстояние между телами.

Коэффициент пропорциональности k = 9 ∙ 10⁹ рассчитывается из уравнения k = 1 ∕ 4πε₀, где ε₀ — электрическая постоянная, равная 8,85 ∙ 10⁻¹².

С учётом диэлектрической проницаемости среды ε, в которую помещены предметы, формула Кулона принимает полный вид: F = (q₁ ∙ q₂) ∕ 4πε₀ε r².

Коэффициент ε показывает, во сколько раз ослабевает кулонова сила. Например, для керосина ε = 2,1, а для серной кислоты ε = 101. Это значит, что тела, погружённые в керосин, взаимодействуют с силой в 2,1 раза меньше, чем в вакууме, а в серной кислоте F понизится в 101 раз.

Закон Кулона в векторной форме выглядит следующим образом: F ̅₁₂ = [k ∙ (q₁ ∙ q₂) ∕ r ₁₂²] ∙ (r ̄₁₂ ∕ r ₁₂), где:

• F ̅₁₂ — вектор силы, действующей на второй заряд со стороны первого;
• r ̄₁₂ — радиус вектора, направленный от первого заряда ко второму и по модулю равный расстоянию между заряженными частицами.

Электрический заряд создаёт в пространстве вокруг себя поле, которое характеризуется напряжённостью. Если в него поместить заряженную частицу, то появляется потенциальная энергия, способная совершать работу по перемещению этой частицы. Потенциал, характеризующий энергетическое состояние каждой точки поля, определяет количество работы, которая совершается при движении заряда в электростатическом поле.

Историческое значение

Открытие, сделанное Шарлем Кулоном, дало толчок дальнейшим исследованиям в области электрической энергии. Достижения науки придали ускорение использованию электротехники в жизни человечества. Учёные, продолжившие работы по изучению электричества:

• Ханс Кристиан Эрстед изучал влияние электротока на стрелку компаса;
• А.-М. Ампер исследовал движение электричества;
• М. Фарадей открыл явление электролиза.

Кулон заложил основы электростатики. На работы учёного опираются положения магнитостатики. Эксперименты, проведённые Шарлем Огюстеном, имеют фундаментальное и прикладное значение. Опыты француза создали методику вычисления единицы заряда с помощью величин, которые используются в механике, — расстояния и силы.

Кулон первым сформулировал на языке математики взаимодействие заряженных частиц.

Решение практических задач

Два одинаковых шара, один из которых имеет электрический заряд, приводятся в соприкосновение. Расстояние между предметами становится равным 15 см. Известно, что заряженное тело воздействует на незаряженный шар с отталкивающей силой F = 1 мН. Требуется определить первоначальный заряд активного шарика.

При контакте шаров электрический заряд разделяется пополам. По данной величине силы отталкивания определяется заряженность обоих предметов. Преобразование формулы Кулона даёт математическое выражение q²= (F ∙ r²) ∕ k.

Подставив численные значения, получаем заряд каждого шара q = √ [10⁻³ ∙ (0,15) ²] ∕ 9 ∙ 10⁹ = 5 ∙ 10⁻⁸ Кл. Заряженность предмета до соприкосновения была вдвое больше, то есть 10 ∙ 10⁻⁸ Кл.

Не может не внушать глубокого уважения жизнь, посвящённая служению Отечеству. Но особое восхищение вызывает труд, направленный на углубление знания человечества о законах природы. На I Международном электрическом конгрессе, который проходил 1881 году в Париже, единицам электротехнических измерений присвоили фамилии учёных, открывших их. Кулон возглавляет список.

Принцип суперпозиции сил и полей 🐲 СПАДИЛО.РУ

Принцип суперпозиции сил

Определение

Результирующая, или равнодействующая, сила равна векторной сумме всех сил, действующих на тело:

−R=∑−Fi

F_i— сила, с которой электрическое поле зарядом q действует на пробный заряд q_i, помещенный в это поле на расстоянии r_iот этого заряда. Численно ее можно вычислить по формуле:

Fi=kqiqr2i..

Алгоритм решения задач на определение равнодействующей силы (точечный заряд находится в поле, созданном другими точечными зарядами):

1. Сделать чертеж. Указать расположение всех зарядов и их знаки.
2. Выделить заряд, для которого определяют равнодействующую.
3. Пронумеровать остальные заряды.
4. Определить расстояния от выделенного заряда до всех остальных.
5. Построить все силы, действующие на интересующий нас заряд. При этом необходимо учитывать знаки зарядов, их модули и расстояния между зарядами.
6. Найти геометрическую (векторную) сумму всех сил, действующих на выделенный заряд.
7. Пользуясь формулами геометрии и законом Кулона, определить модуль равнодействующей.

Пример №1. Как направлена (вправо, влево, вверх, вниз) кулоновская сила −FK, действующая на положительный точечный электрический заряд +2q, помещенный в центр квадрата, в вершинах которого находятся заряды +q, +q, –q, –q?

Известно, что одноименные заряды отталкиваются, а разноименные – притягиваются. Из рисунка видно, что заряд +2q, находящийся в центре квадрата, будет отталкиваться от зарядов +q, находящихся справа, и будет притягиваться к зарядам –q, находящимся слева.

Сила Кулона обратно пропорциональна квадрату расстояния между зарядами, то есть с увеличением расстояния r убывает по квадратическому закону. Так как заряд +q находится точно в центре квадрата, то расстояния от зарядов +q, +q, -q, -q будут равны, следовательно, равна по модулю и сила Кулона, действующая на заряд +2q. Суперпозиция сил, действующих на заряд +2q:

Из рисунка видно, что кулоновская сила −FK, действующая на положительный точечный электрический заряд +2q, направлена влево.

Принцип суперпозиции полей

Определение

Если в некоторой точке пространства складываются электрические поля от нескольких зарядов, то результирующая напряженность находится как векторная сумма напряженностей отдельных полей:

−E=∑−Ei

−Ei — напряженность, создаваемая зарядом qi в точке, находящейся на расстоянии ri:

−Ei=kqir2i..

Векторное сложение напряженностей аналогично нахождению равнодействующей сил Кулона, только в интересующую нас точку пространства помещают положительный пробный заряд. Чтобы найти результирующий потенциал в точке, необходимо алгебраически сложить потенциалы всех полей. Нельзя забывать, что знак потенциала определяется знаком заряда, создающим электрическое поле:

φ=∑φi

φi — потенциал электростатического поля, создаваемого зарядом qi на расстоянии ri от него. Численно он равен:

φi=±kqiri..

Для определения полной энергии надо сложить потенциальные энергии всех пар зарядов:

Wp=∑Wip

Wip — потенциальная энергия взаимодействия зарядов qi и qn, находящихся на расстоянии ri друг от друга. Численно она равна:

Wip=±kqiqnri..

Примеры определения расстояний

Пример №2. Маленький заряженный шарик массой m, имеющий заряд q, движется с высоты h по наклонной плоскости с углом наклона α. В вершине прямого угла, образованного высотой и горизонталью, находится неподвижный заряд Q. Какова скорость шарика у основания наклонной плоскости v, если его начальная скорость равна нулю? Трением пренебречь.

Построим чертеж:

Применим закон сохранения энергии, согласно которому полная энергия шарика в точке А равна полной энергии шарика в точке В (трением пренебрегаем):

EA=EB

Полная энергия шарика с зарядом qв точке А равна сумме его механической потенциальной энергии и потенциальной энергии взаимодействия с зарядом Q:

EA=mgh+kqQh..

В точке В механическая потенциальная энергия шарика равна нулю, но в этой точке максимальная его кинетическая энергия. Полная энергия шарика в точке В равна:

EB=mv22..+kqQb..

Расстояние между точкой В и местом, где находится заряд Q:

b=htan.α..

Приравняем правые части уравнений:

mgh+kqQh..=mv22..+kqQb..

mgh+kqQh..=mv22..+kqQtan.αh..

mv22..=mgh+kqQh..−kqQtan.αh..=mgh+kqQh..(1−tan.α)

v=.⎷2(mgh+kqQh..(1−tan.α))m..=√2gh+2kQmh..(1−tan.α)

13 параграф — § 13. Закон Кулона. Взаимодействие заряженных тел — Физика Чертов А.Г., Воробьев А.А. — Каталог статей

13.1

Условие задачи:
Определить силу взаимодействия двух точечных зарядов Q1=Q2=1 Кл, находящихся в вакууме на расстоянии r=1 м друг от друга.

13.2

Условие задачи:
Два шарика массой m=0,1 г каждый подвешены в одной точке на нитях длиной l=20 см каждая. Получив одинаковый заряд, шарики разошлись так, что нити образовали между собой угол α=60°. Найти заряд каждого шарика.

13.3

Условие задачи:
Два одинаковых заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол α. Шарики погружаются в масло плотностью ρ0=8*102 кг/м3. Определить диэлектрическую проницаемость ε масла, если угол расхождения нитей при погружении шариков в масло остается неизменным. Плотность материала шариков ρ= 1,6*103 кг/м3.

13.4

Условие задачи:
Даны два шарика массой m=1 г каждый. Какой заряд Q нужно сообщить каждому шарику, чтобы сила взаимного отталкивания зарядов уравновесила силу взаимного притяжения шариков по закону тяготения Ньютона? Рассматривать шарики как материальные точки.

13.5  

Условие задачи:
В элементарной теории атома водорода принимают, что электрон обращается вокруг ядра по круговой орбите. Определить скорость v электрона, если радиус орбиты r=53 пм, а также частоту n вращения электрона.

13.6

Условие задачи:
Расстояние между двумя точечными зарядами Q1=1 мкКл и Q2=-Q1 равно 10 см. Определить силу F, действующую на точечный заряд Q=0,1 мкКл, удаленный на r1=6 см от первого и на r2=8 см от второго зарядов

13.7

Условие задачи:
В вершинах правильного шестиугольника со стороной a=10 см расположены точечные заряды Q, 2Q, 3Q, 4Q, 5Q, 6Q (Q=0,1 мкКл). Найти силу F, действующую на точечный заряд Q, лежащий в плоскости шестиугольника и равноудаленный от его вершин.

13.8

Условие задачи:
Два одинаковых проводящих заряженных шара находятся на расстоянии r=60 см. Сила отталкивания F1 шаров равна 70 мкН. После того как шары привели в соприкосновение и удалили друг от друга на прежнее расстояние, сила отталкивания возросла и стала равной F2=160 мкН. Вычислить заряды Q1 и Q2, которые были на шарах до их соприкосновения. Диаметр шаров считать много меньшим расстояния между ними.

13.9

Условие задачи:
Два одинаковых проводящих заряженных шара находятся на расстоянии r=30 см. Сила притяжения F1 шаров равна 90 мкН. После того как шары были приведены в соприкосновение и удалены друг от друга на прежнее расстояние, они стали отталкиваться с силой F2=160 мкН. Определить заряды Q1 и Q2, которые были на шарах до их соприкосновения. Диаметр шаров считать много меньшим расстояния между ними.

13.10

Условие задачи:
Два положительных точечных заряда Q и 4Q закреплены на расстоянии l=60 см друг от друга. Определить, в какой точке на прямой, проходящей через заряды, следует поместить третий заряд Q1 так, чтобы он находился в равновесии. Указать, какой знак должен иметь этот заряд для того, чтобы равновесие было устойчивым, если перемещения заряда возможны только вдоль прямой, проходящей через закрепленные заряды.

13.11

Условие задачи:
Расстояние l между свободными зарядами Q1=180 нКл и Q2=720 нКл равно 60 см. Определить точку на прямой, проходящей через заряды, в которой нужно поместить третий заряд Q3 так, чтобы система зарядов находилась в равновесии. Определить величину и знак заряда. Устойчивое или неустойчивое будет равновесие?

13.12

Условие задачи:
Три одинаковых заряда Q=1 нКл каждый расположены по вершинам равностороннего треугольника. Какой отрицательный заряд Q1 нужно поместить в центре треугольника, чтобы его притяжение уравновесило силы взаимного отталкивания зарядов? Будет ли это равновесие устойчивым?

13.13

Условие задачи:
В вершинах квадрата находятся одинаковые заряды Q=0,3 нКл каждый. Какой отрицательный заряд Q1 нужно поместить в центре квадрата, чтобы сила взаимного отталкивания положительных зарядов была уравновешена силой притяжения отрицательного заряда?

13.14

13.15

13.16

13.17

Условие задачи:
Тонкая нить длиной l=20 см равномерно заряжена с линейной плотностью τ=10 нКл/м. На расстоянии a=10 см от нити, против ее середины, находится точечный заряд Q=1 нКл. Вычислить силу F, действующую на этот заряд со стороны заряженной нити.

13.18

13.19

Условие задачи:
Тонкая бесконечная нить согнута под углом 90°. Нить несет заряд, равномерно распределенный с линейной плотностью τ=1 мкКл/м. Определить силу F, действующую на точечный заряд Q=0,1 мкКл, расположенный на продолжении одной из сторон и удаленный от вершины угла на a=50 см.

13.20

13.21

13.22

Урок по физике «Закон Кулона»

Тема « Закон Кулона.». 10 класс

Тип урока: изучение нового материала.

Цели:

Образовательная:

Воспитательная:

Развивающая:

• развитие умений наблюдать, анализировать, сравнивать и делать выводы.

Оборудование: ПК, проектор, экран, доска, компьютерная презентация, раздаточный материал.

План урока:

1. Вызов.

2. Осмысление.

3. Рефлексия.

Ход урока.

«Скажи мне, и я забуду.

Покажи мне, и я запомню.

Дай мне действовать, и я научусь».

Конфуций

1Вызов..

Приветствие. Постановка цели урока.(Раздать оценочные листы, тесты, качественные и количественные задачи ).

2.Осмысление.

1. Тест

1 вариант 1. Силы, действующие на заряды, правильно указаны на рисунке только А только Б только В Б и В А и В 2. Если две заряженные материальные точки притягиваются, то обязательно обе имеют положительный заряд обе имеют отрицательный заряд одна имеет положительный заряд, а другая – отрицательный либо обе имеют положительный заряд, либо обе имеют отрицательный заряд 3. Если две заряженные материальные точки отталкиваются, то обязательно обе имеют положительный заряд обе имеют отрицательный заряд либо обе имеют положительный заряд, либо обе имеют отрицательный заряд одна имеет положительный заряд, а другая – отрицательный 4. Единица измерения электрического заряда (в СИ) Вольт Ватт Кулон Ом Ампер 5. Водяная капля с электрическим зарядом +2.10-8 Кл соединилась с другой каплей, обладающей зарядом +2.10-8 Кл. Заряд образовавшейся капли равен +4.10-8 Кл +2.10-8 Кл 0 -2.10-8 Кл -4.10-8 Кл 6. От водяной капли, обладающей электрическим зарядом +2е, отделилась маленькая капля с зарядом -3е. Электрический заряд оставшейся части капли равен –5е –3е –е +3е +5е

2 вариант 1. В каком случае взаимодействие зарядов указано правильно? только А только Б только В Б и В А и В 2. Известно, что натиранием о шерсть заряжаются палочки из резины, серы, эбонита, пластмассы, капрона. Заряжается ли при этом шерсть? Да, т.к. в электризации трением всегда участвуют два тела и при этом электризуются оба; хотя в электризации трением участвуют два тела, в опытах всегда используются только палочки. Поэтому можно считать, что заряжаются только палочки. 3. Как взаимодействуют друг с другом эбонитовая палочка, наэлектризованная трением о мех, и стеклянная палочка, наэлектризованная трением о шёлк? будут притягиваться будут отталкиваться не будут взаимодействовать 4. Нейтральная капля разделилась на две. Первая обладает электрическим зарядом +q . Каким зарядом обладает вторая капля? +2q -q +q 5. Можно ли создать или уничтожить электрический заряд? Нельзя создать или уничтожить электрический заряд. Создать можно, уничтожить нельзя. Создать нельзя, уничтожить можно. 6. Алгебраическая сумма электрических зарядов атома в нормальном состоянии равна нулю, поэтому он: Заряжен отрицательно Электрически нейтрален Заряжен положительно

Ответы:

1 вариант: 1.В; 2.С; 3.С; 4.С; 5.А; 6.Е

2 вариант: 1.С; 2.А; 3.С; 4.С; 5.А; 6.В.

2.Фронтальный опрос. (Вопросы на слайдах). (Каждая пара готовит ответ на один вопрос).

1. Какие меры предосторожности надо принять, чтобы при переливании бензина из одной цистерны в другую он не воспламенился?

(Во время перевозки и при переливании бензин электризуется, может возникнуть искра, и бензин вспыхнет. Чтобы этого не произошло, обе цистерны и соединяющий их трубопровод заземляют)

1. Для заземления цистерны бензовоза к ней прикрепляют стальную цепь, нижний конец которой несколькими звеньями касается земли. Почему такой цепи нет у железнодорожной цистерны?

(Потому, что железнодорожная цистерна заземлена через колеса рельса)

1. Может ли одно и тоже тело, например эбонитовая палочка, при трении электризоваться то отрицательно, то положительно?

(Может, в зависимости от того, чем ее натирают)

1. Если вынуть один капроновый чулок из другого и держать каждый в руке на воздухе, то они расширяются. Почему?

(При трении чулки электризуются. Одноименные заряды отталкиваются. Поэтому поверхность чулка раздувается.)

1. Газета «Известия» 22 марта 1969 года поместила следующий репортаж своих корреспондентов: «…В Швеции сейчас наблюдается любопытное явление. Здороваешься за руку, и вдруг тебя бьет током, взялся за какой-то металлический предмет – опять удар. В чем дело? Все объясняется просто. Воздух в Скандинавии сейчас настолько сух, что статическое электричество не уходит из организма, а накапливается в нем в больших количествах. От сверхмерной наэлектризованности люди становятся более раздражительными и повышенно возбудимыми». Насколько, с точки зрения физики, обоснованы выводы авторов?

— А теперь давайте рассмотрим, с какой силой могут взаимодействовать заряженные тела.

3. Сообщение учащегося: Автобиография Ш. Кулона.

ШАРЛЬ ОГЮСТЕН КУЛОН

Его именем названа единица электрического заряда и закон электростатики, который изучают в школах.

Шарль Огюстен де Кулон родился 14 июня 1736 г. в Ангулеме (Южная Франция) в зажиточной дворянской семье (его отец был крупным королевским чиновником). Учился в престижном колледже Катр-Насьон (учениками этого колледжа были Д’Аламбер и Лавуазье), где увлекся математикой и написал несколько работ, за которые был избран членом научного общества в Монпелье.

В 1758 г. Кулон поступил учиться в военное училище в Мезьере по специальности военного инженера и блестяще окончил училище в 1761 г. Ему, единственному из всего выпуска присвоили воинское звание первого лейтенанта. Но с военной карьерой не заладилось. Молодого офицера отправили в далекую заморскую колонию, на остров Мартинику, где он в течение 9 лет строил мосты, дороги, укрепления.

Только в 1772г. Кулону удалось вырваться из «зеленого ада» и вернуться во Францию. Здесь он продолжает работать военным инженером в Шербуре, Безансоне и других местах и заниматься наукой. Конечно, прежде всего его интересовали проблемы механики. За научный труд, посвященный расчету архитектурных конструкций, Кулон в 1774 г. был избран членом корреспондентом Академии наук Франции. Он занимался исследованием сил трения, и та формула определения силы трения, которую сейчас изучают в школах, предложена Кулоном.

В 1781 г. Кулон был избран академиком. В те годы его называли «инженером короля», многие парижские сооружения были рассчитаны им. Уже в 80-е годы ХVIII ст. Кулон заинтересовался электрическими силами притяжения и отталкивания. Можно ли измерить столь малые силы? Кулон проявил изумительную изобретательность и в 1784 г. построил прибор для измерения сверхмалых сил — крутильные весы. Благодаря крутильным весам Кулон поставил серию экспериментов и в 1785 г. сформулировал свой знаменитый закон: сила притяжения (или отталкивания) между зарядами прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Кулон гордился тем, что запись его закона подобна записи закона всемирного тяготения Ньютона, но в законе Ньютона было только притяжение. Впоследствии, уже после смерти Кулона, в 1810 г. умер английский физик Генри Кэвендиш. Разбирая его бумаги, исследователи установили, что закон электростатики Кэвендиш открыл еще в 1771 г., но по каким-то причинам не напечатал. Наука, как и история, не знает сослагательного наклонения. Не напечатал — сам виноват. Поэтому закон по праву носит имя Шарля Кулона.

Во время Великой французской революции дворянин и офицер Кулон был вынужден скрываться в маленьком городке Блуа. Когда революция отшумела, прекрасный инженер и ученый опять оказался востребованным и продолжал свою деятельность, занимаясь, в частности, проблемами магнетизма. В 1802 г. Кулона вызвал к себе Наполеон. Небольшое отступление — Наполеон буквально боготворил ученых.

Известен и такой пример. Великому французскому математику Лапласу Наполеон присвоил титул графа и назначил министром. Когда Лаплас успешно провалил работу министра, Наполеон не бранил его, а ласково сказал: «Идите, Лаплас, и займитесь настоящим делом». Кулону Наполеон присвоил генеральское звание и высокую должность Генерального инспектора. Последние годы жизни Кулон прожил в Париже, окруженный уважением и славой. Умер Кулон 23 августа 1806 г.

Электризация тел. Два рода зарядов

Отключили свет опять?
Я решила чуть поспать,
Потянула покрывало –
Темноты на миг не стало,

Заискрилось все вокруг.
Что случилось здесь, мой друг?
Кошка прыгнула тихонько,
Гладила я ее легонько.

Замурлыкала вдруг Мурка
Заискрилась даже шкурка.
Майку стала я снимать,
Удивилась я опять:

Что-то очень затрещало,
А такого не бывало!
Искры брызнули вокруг,
Что случилось с майкой вдруг?

Потерла стеклышко тряпицей,
Пришлось очень удивиться:
Притянулись к палочке мелкие бумажки-
На столе они лежали,
И запрыгали, бедняжки.

Два рода есть зарядов в мире
Запомни: два, а не четыре!

Притянулись вдруг заряды
Такой дружбе мы все рады.
А вот эти все сражались
И , конечно, разбежались.

Распорядилась так природа:
Дала им знаки разные.
Хоть с минусом, хоть с плюсом
Частички те прекрасны.

Человек открыл закон,
Это был Шарль Кулон.
Он сказал: все очень рады,
Что вокруг нас есть заряды,

И сказал, что их движенье
Результат их притяженья.

Как такой закон прочесть?
Расстояние учесть!

4.Просмотр фильма: «Закон Кулона».

5.Физминутка.

6.Решение задач.

Границы применимости закона:

• Заряженные тела должны быть точечными. Если же размеры и расстояния соизмеримы, то закон Кулона не применим. В этом случае необходимо мысленно «разбить» тело на такие малые объемы, чтобы каждый из них отвечал условию точечности. Суммирование сил, действующих между элементарными объемами заряженных тел, дает возможность определить электрическую силу.

• Заряженные тела должны быть неподвижными, т.к. при движении заряженных тел проявляется действие магнитного поля, возникающего в результате этого движения.

1. Как изменится сила кулоновского взаимодействия, если…

А) величина одного из зарядов увеличится в 2 раза;

Б) величина одного из зарядов увеличится в 3 раза, а второго уменьшится в 9 раз;

В) расстояние между зарядами увеличится в 6 раз;

Г) величина одного из зарядов увеличится в 4 раза, а расстояние между ними уменьшится в 2 раза;

2. Во сколько раз изменится сила взаимодействия между двумя точечными заряженными телами, если:

а) расстояние между ними увеличить в 3 раза;

б) заряд одного из них увеличить в 5 раз?

Дано: r1=r r2=3r q1=q2=q	Решение: Ответ: сила уменьшится в 9 раз.
F1/F2 — ?

Дано: r=r* q1=q2=q q1*=q q2*=5q	Решение: Ответ: сила увеличится в 5 раз.
F*/F-?

3. Определите силу взаимодействия 2 одинаковых точечных зарядов по 1 мкКл, находящихся на расстоянии 30 см друг от друга.

Дано: q1=q2=1 мкКл r=30 см k=9•109 Н•м2/Кл2	СИ: 1•10-6 Кл 0,3 м	Решение: Ответ: F=0,01 Н
F-?

4. Сила взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов, находящихся на расстоянии 0,5 м, равна 3,6 Н найдите величины этих зарядов.

Дано: r=0,5 м F=3,6 Н k=9•109 Н•м2/Кл2 q1=q2=q	Решение: Ответ: q=0,1•10-4 Кл
q — ?

5. На каком расстоянии нужно расположить два заряда 5•10 ^-9 Кл и 6•10 ^-9 Кл, чтобы они отталкивались друг от друга с силой 12•10^-5 Н.?

Дано: F=12•10-4 Н k=9•109 Н•м2/Кл2 q1=5•10 -9 Кл q2 =6•10 -9 Кл	Решение: Ответ: q=0,1•10-4 Кл
r — ?

6. Определите расстояние между двумя одинаковыми электрическими зарядами, находящимися в керосине, с диэлектрической проницаемостью ε=2,5, если сила взаимодействия между ними такая же, как в вакууме на расстоянии 30 см.

Дано: ε=2,5 q1=q2=q F1=F2 r2= 5м	Решение: Ответ: r1=10м
r1 — ?

3. Рефлексия.

Выводы

1. Электрическая Кулоновская сила может вызвать движение тел, изменение их скорости.

2. Птицы слетают с проводов высокого напряжения, когда включают ток, на перьях их возникает статический заряд и они топорщатся — это пугает птицу.

3. Проводники для опытов по электростатике делают полыми, потому что статические заряды располагаются лишь на внешней поверхности проводника.

4. При промышленном изготовлении пороха его частицы обволакивают порошком графита: графит проводник и порох заземлен – это предохранение от взрыва.

1.Оцените свою работу на уроке, составив рассказ:

Сегодня на уроке я работал (а) ______________________________________________________________

Я понял (а) (укажите номера понятых вопросов):_______________________________________________

В этом мне помогли:_______________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

Мне нужно разобраться в таких вопросах (укажите номера непонятых вопросов):____________________

Для этого нужно___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

В составлении рассказа вам могут помочь следующие слова.

Слова для оценки работы:

активно	пассивно
с энтузиазмом	равнодушно
результативно	безрезультатно
ответственно	безответственно
позитивно	негативно
сознательно	несознательно
качественно	посредственно
вдумчиво	поверхностно

Работа по устранению затруднений:

• прочитать записи по теме;

• прочитать информацию по данной теме в учебнике;

• выучить определение, формулу, …;

• научиться изображать силы;

• проконсультироваться с преподавателем по вопросу…;

2. Подведение итога по оценочным листам.

Банк вопросов для 12-го класса Физика Электростатика и емкость Электрические заряды и концептуальные проблемы поля

Переключить навигацию 0

0

• РЖД
• UPSC
• Банковское дело
• SSC
• CLAT
• JEE Main & Advanced
• NEET
• NTSE
• KVPY
• Обучение
• Оборона
• 12-й класс
• 11-й класс
• 10-й класс
• 9 класс
• 8-й класс
• 7 класс
• 6-й класс
• 5 класс
• 4-й класс
• 3-й класс
• 2-й класс
• 1-й класс
• Другой экзамен
• Дошкольное образование
• Государственный экзамен депутата
• Государственные экзамены UP
• Государственные экзамены Раджастана
• Экзамены штата Джаркханд
• Государственные экзамены Чхаттисгарх
• Государственные экзамены Бихара
• Экзамены штата Харьяна
• Экзамены штата Гуджарат
• Государственные экзамены MH
• Экзамены штата Химачал
• Государственные экзамены Дели
• Государственные экзамены Уттаракханда
• Государственные экзамены Пенджаба
• Государственные экзамены J&K
• Видео
• Учебные пакеты
• Серия испытаний
• Решения Ncert
• Образцы статей
• Банк вопросов
• Ноты
• Решенные статьи
• Текущие дела

Авторизоваться Подписаться Демо-видео андроид Приложение для Android shopping_cart Покупка курсов android приложение для Android video_library Демо-видео —- человек Моя учетная запись 0 Товаров — 0

Поиск…..

Идти!

• Все
• Видео
• Учебные пакеты
• Решения NCERT
• Вопросов
• Образцы статей
• Ноты

• РЖД
• UPSC
• Банковское дело
• SSC
• CLAT
• JEE Main & Advanced
• NEET
• NTSE
• KVPY
• Обучение
• Оборона
• 12-й
• 11-й
• 10-й
• 9-й
• 8-й
• 7-я
• 6-й
• 5-й
• 4-й
• 3-й
• 2-й
• 1-й
• Дошкольное образование
• Государственный экзамен депутата
• Государственные экзамены UP
• Государственные экзамены Раджастана
• Экзамены штата Джаркханд
• Государственные экзамены Чхаттисгарх
• Государственные экзамены Бихара
• Экзамены штата Харьяна
• Экзамены штата Гуджарат
• Государственные экзамены MH
• Экзамены штата Химачал
• Государственные экзамены Дели
• Государственные экзамены Уттаракханда
• Государственные экзамены Пенджаба
• Государственные экзамены J&K

Разница между массой, весом, усилием и нагрузкой

Меню Главная Поиск Закрыть Поиск Поиск

• Главная
• Исследование
  • Исследование
  • Обзор
  • Акустика
    • Вернуться к исследованиям

    • Акустика

    • УЗИ
    • Подводная акустика
  • Биологические науки
    • Вернуться к исследованиям

    • Биологические науки

    • Биометрология
    • Масс-спектрометрическая визуализация
    • Поверхностная техника
  • Химический анализ
    • Вернуться к исследованиям

    • Химический анализ

    • Электрохимия
    • Метрология газа и частиц
    • Поверхностная техника
    • Масс-спектрометрии
  • Связь
    • Вернуться к исследованиям

    • Связь

    • Электромагнетизм
    • Квантовое обнаружение
    • Время и частота
  • Наука о данных
  • Инженерное дело
    • Вернуться к исследованиям

    • Инженерное дело

    • Измерение размеров
    • Электрохимия
    • Электронные и магнитные материалы
    • Массовые и механические измерения
    • Температура и влажность
  • Мониторинг окружающей среды
    • Вернуться к исследованиям

    • Мониторинг окружающей среды

    • Наблюдение Земли, климат и оптика
    • Эмиссии и атмосферная метрология
    • Метрология газа и частиц
    • Температура и влажность
    • Подводная акустика
  • Графен
  • Ионизирующее излучение
    • Вернуться к исследованиям

    • Ионизирующее излучение

    • Дозиметрия излучения
    • Ядерная метрология
  • Материалы
    • Вернуться к исследованиям

    • Материалы

    • Современные материалы
    • Измерение размеров
    • Электрохимия
    • Электронные и магнитные материалы
    • Графен
    • Поверхностная техника
  • Медицинская физика
  • Квантовая
    • Вернуться к исследованиям

    • Quantum

    • Квантовая технология
    • Время и частота
  • Время и частота
• Продукты и услуги
  • Продукты и услуги
  • Товары и услуги от А до Я
  • Консультирование
  • Калибровка
  • Тренировка
  • Инструменты
  • Коммерциализация технологий
• Отрасли
  • Отрасли
  • Аэрокосмическая промышленность
  • Автомобильная промышленность
  • Оборона и безопасность
  • Энергетика и коммунальные услуги
  • Окружающая обстановка
  • Финансы
  • Продукты питания и агритех
  • Здравоохранение
  • IT и телекоммуникации
  • Естественные науки
  • Производство
  • Нефть и газ
  • Космос
• Национальные вызовы
• Наша работа
• Insights
• О нас
  • Назад
  • О нас
  • Обзор
  • Международный
  • Национальный институт метрологии
  • Стратегические партнеры
  • Локации
  • С кем мы работаем
  • История
  • Корпоративная информация
  • люди
  • Разнообразие
• Стратегические партнеры
• Новости и пресс-служба
• События
• Ресурсы
  • Назад
  • Ресурсы
  • Обзор
  • Руководства по передовой практике
  • Репозиторий публикаций
  • Годовой отчет
  • Журнал Insights
  • Вопросы и ответы
  • Программного обеспечения
  • Сигнал MSF
  • Единицы СИ
• Навыки и обучение
  • Назад
  • Навыки и обучение
  • Обзор
  • Тренировка
  • Институт последипломного образования
  • Опыт работы
  • Информационно-пропагандистская деятельность
  • Карьера
  • Ученичество
• Карьера

  Силы Что такое сила? Сила — это толкание или притяжение, действующее на объект, которое изменяет движение объекта

  Сил Что такое сила? Сила — это толкание или притяжение, действующее на объект, которое изменяет движение объекта. Второй закон движения Ньютона Ньютон открыл идею Силы Он обнаружил, что Сила пропорциональна Ускорению объекта (больше Сила = больше Ускорения) Он обнаружил, что Сила есть пропорционально массе объекта (больше массы = требуется больше силы). Второй закон движения Ньютона Движущиеся объекты ускоряются, когда на них действует неуравновешенная сила (F). Чем сильнее сила, тем больше ускорение (а). Кроме того, чем больше масса (м), тем больше сила, необходимая для изменения движения. F = ma Второй закон движения Ньютона Сила является векторной величиной и, следовательно, имеет величину и направление. Направление силы такое же, как и направление ускорения. Единица СИ для силы Единица силы — ньютон (Н) 1Н = 1 кг м / с2 Ньютон (Н) определяется как величина силы, необходимая для ускорения 1 кг масса со скоростью 1 м / с2. Сила полезная Когда на объект действуют несколько сил.Чистая сила — это количество силы, которое остается после добавления всех сил к объекту. Чистая сила (FNET) = Результирующая сила (FR) Уравновешенные силы Уравновешенные силы — это силы, которые равны и противоположны, так что они уравновешиваются. 10 с.ш. восток 10 с.з.   Чистая сила = +10 Н + -10 Н = 0 Несбалансированные силы Неуравновешенные силы — это силы, которые при добавлении не компенсируются и не вызывают изменение движения объекта. 30 с.ш. восток 10 с.з.   Fnet = +30 N + -10 N = +20 с.ш. Инерция Инерция измеряет способность объекта сопротивляться изменениям в движении. Галилео придумал идею инерции Объекты не хотят, чтобы их движение изменялось Масса измеряет, сколько инерции имеет объект (больше массы = больше инерции) Первый закон движения Ньютона (Закон инерции) Если на движущийся объект не действуют неуравновешенные силы, он будет продолжать двигаться с постоянной скоростью (постоянная скорость по прямой).Если объект находится в состоянии покоя, он останется неподвижным. Ньютон взял свою концепцию сил и объединил ее с идеей инерции Галилея Равновесие Первое условие равновесия Если чистая сила, действующая на объект, равна нулю FNET = 0 a = 0 Объект либо неподвижен (v = 0), либо движется с постоянной скорость (v = постоянная) Схема свободного тела (FBD) Диаграмма, которая рассматривает все силы, действующие на один объект.В FBD все силы обозначены величиной и направлением, а также движением объекта. Масса и вес Масса — это количество вещества, которым обладает объект. Масса не меняется в зависимости от местоположения. Вес — это сила тяжести, которую большое тело (например, планета) оказывает на другой объект. Вес Вес — сила! Он измеряется в Ньютонах. Вес = Масса x Ускорение свободного падения (2-й закон Ньютона) W = мг Вес меняется в зависимости от местоположения! («G» будет меняться в зависимости от местоположения) Решение проблем с чистой силой Составьте диаграмму свободного тела (обозначьте все силы и ускорение объекта) Используйте следующие уравнения, чтобы решить неизвестное FNET (направление x) = макс. FNET (направление y) = май f = Fn Микрогравитация Микрогравитация — это иллюзия невесомости при свободном падении.(Все объекты падают с одинаковой скоростью) Кажущийся вес — это вес, который вам дают весы, но он может измениться, если они не находятся в равновесии. Трение Трение препятствует движению. Трение вызывает замедление движущихся объектов. При трении выделяется тепло. Трение Статическое трение — возникает между неподвижными соприкасающимися поверхностями. Трение скольжения — возникает, когда одна поверхность скользит по другой. Трение качения — возникает, когда скругленная поверхность перекатывается по другой. Способы уменьшения трения Используйте колеса или ролики Смазочные материалы — создают гладкий слой между поверхностями Шлифование поверхностей — выравнивает поверхности Трение и законы Ньютона Трение — это сила (применяются законы Ньютона) Трение вызывает ускорение (замедление движения объекта) Расчет силы трения Трение зависит от: Силы, действующие между поверхностями (нормальная сила) Характер поверхностей (коэффициент трения) Расчет силы трения Нормальная сила (FN) — Сила, действующая перпендикулярно поверхности и от поверхности Нормальная сила (FN) обычно определяется путем суммирования сил в направлении y Расчет силы трения Коэффициент трения () — описывает, насколько шероховатыми / гладкими являются поверхности. Шероховатые поверхности — высокое значение > 0.5 Гладкая поверхность — низкое значение   Расчет силы трения Сила трения = (коэффициент трения) x (нормальная сила) f =  FN Сопротивление воздуху Свободное падение — Ситуация, когда сила тяжести является единственной силой, действующей на объект (при условии отсутствия сопротивления воздуха) Сопротивление воздуха — сила, которую воздух оказывает на движущийся объект.Пытается замедлить падающие предметы (аналогично трению) Конечная скорость — максимальная скорость, которую достигает падающий объект при падении из состояния покоя Объект достигает предельной скорости, когда сила тяжести уравновешивается силой сопротивления воздуха Сопротивление воздуха и конечная скорость 1. Объект падает, и сначала сила тяжести (W) намного превышает силу сопротивления воздуха (FAR) W >> FAR 2.Сила сопротивления воздуха (FAR) увеличивается по мере увеличения скорости падающего объекта Сопротивление воздуха и конечная скорость 3. В конечном итоге сила сопротивления воздуха равна силе тяжести и противоположна ей, а чистая сила, действующая на падающий объект, равна нулю. W = FAR Следовательно, FNET = 0 Сопротивление воздуха и конечная скорость 4.Поскольку чистая сила, действующая на объект, равна нулю, объект продолжает падать, но остальную часть пути падает с постоянной скоростью (Первый закон Ньютона). Эта скорость называется конечной скоростью ! Сопротивление воздуха и конечная скорость FNET = 0 и F = ma , следовательно, ay = 0 Объект падает с постоянной скоростью (конечная скорость) Примечание: конечная скорость может быть Максимум или минимум! Периодическое движение и простое гармоническое движение Периодическое движение — движение, которое повторяется назад и вперед через центральное положение Простое гармоническое движение (SHM) — периодическое движение, в котором Сила пропорциональна смещению из положения равновесия (F  d) Простое гармоническое движение (SHM) В простом гармоническом движении чистая сила в положении равновесия равна нулю.Когда объект уходит из положения равновесия, восстанавливающая сила тянет его назад. Как «d»   затем «F»  Примеры; Пружина, маятник Простое гармоническое движение (SHM) Объекты в SHM можно описать двумя величинами. Период (T) — время, необходимое для завершения одного цикла движения Амплитуда (A) — это максимальное расстояние, на которое объект перемещается из положения равновесия Пружины Закон Гука — сила пружины пропорциональна расстоянию от положения равновесия FS = kd FS = восстанавливающая сила пружины d = смещение от положения равновесия положение k = жесткость пружины для данной пружины Период пружины Чтобы найти период пружины (TS) в простом гармоническом движении: TS = 2 (m / k) 1/2 (квадратный корень) m = масса пружины k = жесткость пружины Маятники Маятник — это масса, прикрепленная к веревке или проволоке длиной (L), которая качается назад и вперед через положение равновесия Маятник, качающийся под малыми углами, является примером SHM Маятники Гравитация является восстанавливающей силой и пропорциональна расстоянию от положения равновесия Компоненты силы тяжести изменяются при движении маятника вперед и назад, в результате чего Fg  d Период маятника Период маятника (TP) можно найти с помощью; TP = 2 (л / г) 1/2 квадратный корень Период маятника зависит только от длины и ускорения свободного падения (не от массы) Резонанс Резонанс — это увеличение амплитуды вибрации за счет добавления небольшой силы через равные промежутки времени Примеры: качание (маятник) и звук Состояния: Каждое действие имеет равную и противоположную реакцию. Силы всегда идут парами! Силы действия-противодействия всегда возникают между двумя объектами. Четыре фундаментальных силы природы Гравитация — Сила притяжения между любыми двумя массами. Самая слабая из основных сил, но действует на самых больших расстояниях. Электромагнитная сила (ЭДС) — сила между заряженными частицами. Сильнее, чем сила тяжести, но не достигает этого.(Как заряды отталкиваются, противоположные заряды притягиваются) Четыре фундаментальные силы природы 3. Сильная ядерная сила — Сила притяжения между субатомными частицами внутри ядра. Сильнейшая сила в природе, но действует только внутри ядра (кратчайшее расстояние). Скрепляет атом. Четыре фундаментальные силы природы Слабая ядерная сила — это сила, наблюдаемая при радиоактивном распаде некоторых элементов Теория объединения — Эта теория стремится объединить все фундаментальные силы в единую объединенную силу. Силы на канатах и ​​струнах Натяжение (T) — сила, действующая вдоль каната или проволоки. Натяжение всегда действует в направлении от объекта вдоль троса. Третий закон Ньютона применяется к напряжению, если смотреть на два объекта. Каталог: сайт -> обработчики обработчики -> Настоящее совершенное непрерывное время I.Взгляд на обработчики Continuous Tenses -> Спортивный набор в колледж: терминология, перспективы, ресурсы, созданный г-ном. Дуайт Репшер, спортивный директор. хендлеров -> Это был перекресток торговли в Средиземноморье. хендлеров -> Для немедленного выпуска хендлеров -> Цель Пункт другое использование сослагательного наклонения. Do’stlaringiz bilan baham:

  Консервативные и неконсервативные примеры силы

  Консервативные силы — это те силы, для которых выполняется работа, зависит только от начальной и конечной точек, в то время как неконсервативные силы — это те силы, для которых выполняется работа или кинетическая энергия зависит от других факторов, таких как скорость или конкретная путь, пройденный телом.

  Общие примеры консервативной силы: гравитационные силы, магнитная сила, электростатическая сила, сила упругой пружины, электрическая сила, в то время как сила трения, сила сопротивления воздуха, сила тяжести являются неконсервативными примерами сил.

  Что такое консервативные силы?

  Консервативные силы — это силы, обладающие тем свойством, что полная работа, совершаемая при перемещении частицы между двумя точками, не зависит от пройденного пути. Точно так же, если частица движется по замкнутому контуру, общая проделанная работа равна нулю суммы сил, действующих вдоль пути, умноженных на смещение на консервативную силу.
  

  Примеры консервативных сил

  • Гравитационные силы
  • Магнитная сила
  • Электростатическая сила
  • Усилие упругой пружины
  • Электрическая сила

  какие неконсервативные силы?

  Сила называется неконсервативной, если работа, выполняемая силой, зависит от пути, пройденного телом. oR Неконсервативные силы называются неконсервативными силами. Работа, совершаемая неконсервативной силой, зависит от пути, по которому идет объект.

  примеры неконсервативной силы

  • Силы трения
  • Вязкие силы
  • Силы индукции
  • Сила сопротивления
  • Натяжение струны
  • Нормальная сила
  • Тяговая сила ракеты
  • Тяговая сила катера

  Посетите нашу страницу, чтобы найти связанные темы: Механика

  Таблица сравнения консервативных и неконсервативных сил

  Консервативные силы	Неконсервативные силы
  Сила называется консервативной, если работа, выполняемая силой, зависит только от начального и конечного положения тела, не зависит от пути, по которому оно движется.	Сила называется неконсервативной силой, если работа, выполняемая силой, зависит от пути, по которому проходит тело.
  Работа, выполняемая консервативной силой на замкнутом пути, равна нулю.	Работа, совершаемая неконсервативной силой на замкнутом пути, не равна нулю.

  Связанные темы:

  «Пять сил Портера», ОБЪЯСНЕННЫЕ НА ПРИМЕРАХ

  Анализ «Пяти сил Портера»

  — это структура, которая помогает анализировать уровень конкуренции в определенной отрасли.Это особенно полезно при открытии нового бизнеса или при входе в новый сектор промышленности. Согласно этой схеме, конкурентоспособность исходит не только от конкурентов. Скорее, состояние конкуренции в отрасли зависит от пяти основных факторов: угроза появления новых участников, рыночная сила поставщиков, переговорная сила покупателей, угроза замены товаров или услуг и существующее отраслевое соперничество. Коллективная сила этих сил определяет потенциальную прибыль отрасли и, следовательно, ее привлекательность.Если пять сил являются интенсивными (например, авиационная отрасль), почти ни одна компания в отрасли не получает привлекательной прибыли от инвестиций. Однако при умеренных силах (например, производство безалкогольных напитков) есть место для более высокой прибыли. Каждая сила будет подробно описана ниже с помощью примеров из авиационной отрасли, чтобы проиллюстрировать использование.

  Рисунок 1: Модель Five Forces

  Угроза новых участников

  Новые участники отрасли приносят новые мощности и стремятся увеличить долю рынка.Серьезность угрозы зависит от барьеров для входа в определенную отрасль. Чем выше эти барьеры для входа, тем меньше угроза для существующих игроков. Примерами препятствий для выхода на рынок являются потребность в экономии за счет масштаба, высокая лояльность клиентов к существующим брендам, большие требования к капиталу (например, крупные инвестиции в маркетинг или НИОКР), потребность в накопленном опыте, государственная политика и ограниченный доступ к каналам распределения. Дополнительные препятствия можно найти в таблице ниже.

  Пример

  Угрозу появления новых участников в отрасли авиаперевозок можно рассматривать как от низкой до средней.Чтобы создать авиакомпанию, требуются значительные первоначальные инвестиции (например, покупка самолетов). Более того, новым участникам нужны лицензии, страховки, каналы сбыта и другие квалификации, которые нелегко получить, когда вы новичок в отрасли (например, доступ к маршрутам полетов). Более того, можно ожидать, что существующие игроки за годы накопили большой опыт, чтобы сократить расходы и повысить уровень обслуживания. Новый участник, скорее всего, не будет обладать таким опытом, что с самого начала создает невыгодное конкурентное положение.Однако из-за либерализации доступа к рынку и наличия вариантов лизинга и внешнего финансирования от банков, инвесторов и производителей самолетов для потенциальных участников открываются новые двери. Несмотря на то, что это не кажется очень привлекательным для компаний входить в отрасль авиаперевозок, это НЕ невозможно. Многие низкобюджетные перевозчики, такие как Southwest Airlines, RyanAir и EasyJet, успешно вошли в эту отрасль на протяжении многих лет, внедряя инновационные бизнес-модели сокращения затрат, тем самым встряхивая таких оригинальных игроков, как American Airlines, Delta Air Lines и KLM.

  Видеоурок Porter’s Five Forces

  Сила поставщиков на переговорах

  Эта сила анализирует, сколько власти и контроля имеет поставщик компании (также известный как рынок ресурсов) над потенциалом повышения своей цены или снизить качество приобретаемых товаров или услуг, что, в свою очередь, снизит потенциал прибыльности отрасли. Концентрация поставщиков и наличие поставщиков-заменителей являются важными факторами при определении власти поставщика.Чем их меньше, тем больше у них власти. Компании находятся в лучшем положении, когда есть множество поставщиков. Источники влияния поставщика также включают затраты на переключение компаний в отрасли, наличие доступных заменителей, силу их каналов сбыта и уникальность или уровень дифференциации продукта или услуги, предоставляемых поставщиком.

  Пример

  Рыночная сила поставщиков в сфере авиаперевозок может считаться очень высокой.Если посмотреть на основные ресурсы, которые необходимы авиакомпаниям, мы видим, что они особенно зависят от топлива и самолетов. Однако на эти исходные данные очень сильно влияет внешняя среда, над которой сами авиакомпании практически не могут повлиять. Цена на авиатопливо подвержена колебаниям на мировом рынке нефти, который может сильно измениться из-за геополитических и других факторов. Что касается самолетов, например, существуют только два основных поставщика: Boeing и Airbus.Таким образом, Boeing и Airbus имеют значительную переговорную позицию по устанавливаемым ими ценам.

  Торговая сила покупателей

  Торговая сила покупателей также описывается как рынок продукции. Эта сила анализирует, в какой степени клиенты могут оказывать давление на компанию, что также влияет на чувствительность клиента к изменениям цен. У клиентов есть много возможностей, когда их не так много и когда у клиентов есть много альтернатив для покупок.Более того, им должно быть легко переключаться из одной компании в другую. Однако покупательная способность низкая, когда клиенты покупают товары в небольших количествах, действуют независимо и когда товар продавца сильно отличается от любого из его конкурентов. Интернет позволил клиентам стать более информированными и, следовательно, иметь больше возможностей. Клиенты могут легко сравнивать цены в Интернете, получать информацию о широком спектре продуктов и мгновенно получать доступ к предложениям других компаний. Компании могут принимать меры по снижению покупательской способности, например, путем реализации программ лояльности или дифференциации своих продуктов и услуг.

  Пример

  Рыночная сила покупателей в сфере авиаперевозок высока. Клиенты могут быстро проверять цены различных авиакомпаний через множество веб-сайтов сравнения цен, таких как Skyscanner и Expedia. Кроме того, процесс не требует затрат на переключение. В настоящее время клиенты, вероятно, будут летать разными перевозчиками в пункт назначения и обратно, если это снизит расходы. Поэтому лояльность к бренду не так высока.Некоторые авиакомпании пытаются изменить это с помощью программ для часто летающих пассажиров, направленных на поощрение клиентов, которые время от времени к ним возвращаются.

  Угроза продуктов-заменителей

  Существование продуктов за пределами общих границ продуктов увеличивает склонность клиентов переключаться на альтернативные продукты. Чтобы найти эти альтернативы, нужно выйти за рамки аналогичных продуктов, которые конкуренты продают по-разному. Вместо этого следует принимать во внимание каждый продукт, который удовлетворяет аналогичные потребности клиентов.Например, энергетический напиток, такой как Redbull, обычно не считается конкурентом кофейных брендов, таких как Nespresso или Starbucks. Однако, поскольку и кофе, и энергетический напиток удовлетворяют схожую потребность (т. Е. Бодрствовать / получать энергию), клиенты могут захотеть переключиться с одного на другой, если они почувствуют, что цены на кофе или энергетические напитки слишком выросли. Это в конечном итоге повлияет на прибыльность отрасли и, следовательно, также должно приниматься во внимание при оценке привлекательности отрасли.

  Пример

  Что касается авиационной отрасли, можно сказать, что основная потребность ее клиентов — это путешествия. Может быть ясно, что помимо полета на самолете есть много альтернатив. В зависимости от срочности и расстояния клиенты могут сесть на поезд или на машине. Особенно в Азии все больше и больше людей используют высокоскоростные поезда, такие как сверхскоростные поезда и поезда на магнитной подвеске. Кроме того, авиационная отрасль может получить серьезную конкуренцию в будущем со стороны концепции Hyperloop Илона Маска, в которой пассажиры будут путешествовать в капсулах через вакуумную трубку, достигая предельной скорости 1200 км / ч.В целом угроза замены в авиационной отрасли может считаться как минимум средней или высокой.

  Соперничество между существующими конкурентами

  Эта последняя сила пяти сил Портера исследует, насколько интенсивна текущая конкуренция на рынке, которая определяется количеством существующих конкурентов и тем, что каждый из них способен сделать. Конкуренция высока, когда есть много конкурентов, примерно равных по размеру и мощности, когда отрасль растет медленно и когда потребители могут легко переключиться на конкурентов, предлагающих за небольшую плату.Хорошим индикатором конкурентного соперничества является коэффициент концентрации отрасли. Чем ниже этот коэффициент, тем, вероятно, будет более интенсивное соперничество. Когда конкуренция высока, конкуренты, вероятно, будут активно участвовать в рекламных и ценовых войнах, что может нанести ущерб чистой прибыли бизнеса. Кроме того, конкуренция будет более интенсивной, когда барьеры для выхода высоки, что вынуждает компании оставаться в отрасли, даже несмотря на снижение нормы прибыли. Эти препятствия для выхода могут быть, например, долгосрочными кредитными соглашениями и высокими фиксированными затратами.

  Пример

  Если посмотреть на отрасль авиаперевозок в Соединенных Штатах, мы видим, что отрасль чрезвычайно конкурентоспособна по ряду причин, в том числе выходу на рынок дешевых перевозчиков, жесткому регулированию отрасли, в которой безопасность становится имеет первостепенное значение, ведущее к высоким постоянным затратам и высоким барьерам для выхода, а также к тому факту, что отрасль в настоящий момент находится в состоянии стагнации с точки зрения роста. Затраты на переключение для клиентов также очень низки, и многие игроки в отрасли имеют схожий размер (см. График ниже), что ведет к очень жесткой конкуренции между этими фирмами.В целом можно сказать, что конкуренция среди существующих конкурентов в авиационной отрасли высока.

  
  (Источник: Министерство транспорта США, 2016 г.)

  Рассматривая каждую конкурентную силу по отдельности, вы можете приблизительно определить отрасль, в которой она находится, и ее привлекательность. Обратите внимание, что отрасли могут отличаться по привлекательности в зависимости от страны, на которую вы смотрите. Например, политика правительства может быть разной в каждой стране, а также количество поставщиков и покупателей может варьироваться от страны к стране.«Пять сил Портера» — хорошая отправная точка для оценки отрасли, но ее не следует использовать изолированно. Вы можете, например, объединить его с анализом цепочки создания стоимости или с помощью VRIO Framework, чтобы лучше понять, откуда исходит конкурентное преимущество вашей компании, и улучшить позицию вашей компании среди конкурентов. Более того, «Пять сил» Портера часто сочетаются с анализом PESTEL, чтобы дать хорошее представление о среде организации. Наконец, следует сказать, что фреймворк также подвергся критике со стороны нескольких авторов.Некоторые авторы, например, утверждали, что модель нуждается в 6-й силе, называемой «дополняющими», чтобы объяснить причины стратегических союзов и совместных предприятий. Эта расширенная модель также известна как модель чистой стоимости. Однако, несмотря на критику, «Пять сил Портера» по-прежнему остается одной из наиболее часто используемых структур для разработки стратегии и, скорее всего, останется такой же в ближайшем будущем.

  Рисунок 2: Факторы пяти сил Портера

  Полный список факторов пяти сил Портера:

  Угроза новых участников

  • Эффект масштаба
  • Лояльность к продукту
  • 000 Доступ к каналам сбыта
  • Требования к капиталу
  • Доступ к новейшим технологиям
  • Доступ к необходимым ресурсам
  • Абсолютные ценовые преимущества
  • Эффект от опыта и обучения
  • Государственная политика
  • Затраты на переключение
  • Ожидаемые ответные меры со стороны существующих игроков

  Рыночная сила поставщиков

  • Количество поставщиков
  • Размер поставщиков
  • Концентрация поставщиков
  • Наличие заменителей продукции поставщика
  • Уникальность продуктов или услуг поставщика (дифференциация)
  • Swit стоимость продукции поставщика
  • Угроза прямой интеграции поставщика
  • Отраслевая угроза обратной интеграции
  • Вклад поставщика в качество или обслуживание отраслевых продуктов
  • Важность объема для поставщика
  • Общие отраслевые затраты, внесенные поставщиками
  • Важность от отрасли к прибыли поставщика

  Торговая сила покупателей

  • Объем покупателей (количество покупателей)
  • Размер каждого заказа покупателя
  • Концентрация покупателей
  • Возможность покупателя заменить
  • Затраты покупателя на переключение
  • Информация о покупателе доступность
  • Угроза обратной интеграции покупателя
  • Промышленная угроза прямой интеграции
  • Ценовая чувствительность

  Угроза замены товаров или услуг

  • Количество доступных заменяющих товаров
  • Цена покупателя открытость для замены
  • Относительные ценовые характеристики заменителей
  • Воспринимаемый уровень дифференциации продукта
  • Затраты на переключение
  • Прибыльность и агрессивность производителя-заменителя

  Соперничество между существующими конкурентами

  • 9000 9000 7000 конкурентов
  Концентрация и баланс отрасли
  • Рост отрасли
  • Жизненный цикл отрасли
  • Различия в качестве
  • Дифференциация продукции
  • Идентификация бренда / лояльность
  • Затраты на переключение
  • Периодический избыток производственных мощностей
  • Информационная сложность
  • Барьеры для выхода

    8

  :

  • Портер, М.Э. (1979). Как конкурентные силы формируют стратегию. Harvard Business Review
  • Портер, M.E. (2008). Пять конкурентных сил, формирующих стратегию. Harvard Business Review

  Связанные

  Несоответствие заданному набору норм, которые принимаются значительным числом

  117. Найдите пример девиантной субкультуры. Харе Кришна,

  118. Найдите пример девиантной субкультуры. Бездомные, хиппи

  119. Что такое положительные санкции? Вознаграждение за соответствие

  120. Что такое негативные санкции? Наказание за несоответствующее поведение

  121. Когда возникает вторичное отклонение? Когда человек принимает ярлык и видит себя отклоняющимся

  122. К чему относится следующее определение: Формы деятельности, которые имеют многие характеристики ортодоксального бизнеса, но при этом они являются незаконными? Организованная преступность

  123.К какому типу преступлений относится хищение? Преступление служащих

  124. Что можно определить как структурированное неравенство между различными группами людей? Стратификация

  125. Что К.Маркс определил как группы классов, оставшиеся от производственной системы более раннего типа? Переходные классы

  126. Что определяется как группы с отрицательно привилегированным статусом, подверженные дискриминации, которая не позволяет им использовать возможности, открытые для большинства других? Группы париев

  127. К чему относится статус в теории Веберса? Различия между социальными группами в социальной чести или престиже, которые им приписывают другие

  128. Что Макс Вебер определил как группу людей, которые работают вместе, потому что у них есть общие предпосылки, цели или интересы? Партия

  129. Что относится ко всем активам, которыми владеют физические лица? Богатство

  130. Что относится к заработной плате за оплачиваемую работу плюс деньги, полученные от инвестиций? Доход

  131. Что означает вертикальная мобильность? Движение вверх или вниз по социально-экономической шкале

  132. Что означает боковая подвижность? Географическое перемещение между кварталами, городами или регионами

  133. Что означает мобильность внутри поколения? Как далеко люди продвигаются вверх или вниз по социальной шкале в течение своей трудовой жизни — карьера

  134. Что означает межпоколенческая мобильность? Анализ того, насколько дети начинают заниматься тем же видом деятельности, что и их родители или бабушки и дедушки — мобильность между поколениями

  135. Кто был первым в области исследования сравнительной мобильности? Питирим Сорокин

  136. Что определяется как нехватка основных ресурсов, необходимых для поддержания здоровья и эффективного функционирования организма? Прожиточная бедность

  137. Что определяется как разрыв между условиями жизни некоторых групп населения и условиями жизни большинства населения? Относительная бедность

  138. Что определяется как большая группа людей, структурированная по безличным линиям и созданная для достижения определенных целей? Организация

  139.Кто придумал термин бюрократия? г-н де Гурне

  140. Кто видел бюрократию как гигантскую власть, которой обладают пигмеи? Оноре де Бальзак

  141. Кто ввел термин наблюдение? Фуко

  142. Что такое международное разделение труда? Распределение рабочих мест по всему миру

  143. В чем главная особенность этноцентрических транснациональных корпораций? Политика компании устанавливается и, насколько это возможно, претворяется в жизнь из головного офиса в стране происхождения

  
  
  

  144.Какие организационные изменения характеризуют современный этап функционирования транснациональных корпораций? Уменьшение размера и децентрализация

  145. Кто первым разработал систему производства точно в срок? Тайити Оно Тойота

  146. Какая работа выполняется за обычную заработную плату или оклад? Род занятий

  147. Что представляют собой учреждения, обеспечивающие производство и распределение товаров и услуг? Экономическая система

  148.Что относится к использованию науки и техники для достижения большей производственной эффективности? Технологии

  149. Что является одной из основных черт современного общества? Взаимозависимость

  150. Как называется система производства, призванная максимизировать объем промышленного производства? Тейлоризм

  151. Каков социологический термин для обозначения системы массового производства, связанной с выращиванием массовых рынков? Фордизм

  152.Как называется тип управления, характеризующийся тщательным надзором? Система низкого доверия

  153. Как называется программируемое оборудование? Автоматика

  154. Каким социологическим термином обозначается совместная работа специальных групп вместо конвейеров? Групповое производство

  155. Что такое новые технологии, позволяющие массово производить изделия, предназначенные для конкретных клиентов? Массовая настройка

  156.Какие страны наиболее подвержены забастовкам в настоящее время? Италия и Канада

  157. Какие страны наименее подвержены забастовкам в настоящее время? Германия и скандинавские страны

  158. Какое событие стало причиной появления домашних работ? Разделение дома и рабочего места

  159. Что вызывает безработицу, по мнению Джона Мейнарда Кейнса? Отсутствие достаточной покупательной способности для покупки товаров

  160.Что такое портфолио навыков? Ряд различных профессиональных навыков и полномочий, которые они будут использовать для перехода с одной работы на другую в течение своей трудовой жизни

  161. Каков срок для регулярного принятия политики, решений и государственных дел со стороны должностных лиц внутри политического аппарата? Правительство

  162. Каков термин для обозначения средств, с помощью которых власть используется для воздействия на масштабы и содержание правительственной деятельности? Политика

  163.Как называется способность отдельных лиц или групп учитывать свои интересы или интересы, даже когда другие сопротивляются? Мощность

  164. Что означает законное использование власти правительством? Орган

  165. Каков термин для ситуации, когда подчиненные государственной власти соглашаются на это? Легитимность

  166. Что существует там, где существует политический аппарат правительства, управляющий данной территорией, чья власть подкрепляется правовой системой и способностью использовать военную силу для реализации своей политики? Государство

  167.Какие правила на конкретной территории, имеют формализованный свод законов и подкреплены контролем военной силы? Государство

  168. Какое понятие характеризует ситуацию, когда правительство обладает властью на территории с четко очерченными границами, внутри которой оно является верховной властью? Суверенитет

  169. Система, в которой каждый является членом определенного национального политического строя. Граждан

  170.Что можно определить как набор символов и верований, дающих ощущение принадлежности к единому политическому сообществу? Национализм

  171. Какой изначальный тип демократии практиковался в Древней Греции? Демократия участия

  172. Каков термин представительная многопартийная демократия, когда граждане могут голосовать за одну из как минимум двух партий? Либеральная демократия

  173. Каков термин для организации, ориентированной на достижение законного контроля над правительством посредством избирательного процесса? Политическая партия

  174.Кем были суфражистки? Ранние сторонники права женщин на голос

  175. Чья идея заключалась в том, чтобы после Второй мировой войны построить своего рода Соединенные Штаты Европы? Черчилль

  176. Что означает индустриализация войны? Применение современных промышленных методов в производстве и разработке вооружения

  177. Что означает «холодная война»? Антагонистическое соперничество между США и бывшим Советским Союзом, продолжавшееся с конца 1940-х годов примерно до 1990 года

  178.Что такое распространение ядерного оружия? Распространение ядерного оружия в государства, которые в настоящее время им не обладают

  179. Какой термин относится к развлечениям, которые смотрели, читали или в которых участвовали сотни тысяч или миллионы людей? Народная культура

  180. Какой термин относится к передаче информации от одного человека или группы к другому, будь то в речи или через другой носитель? Связь

  181.Какой термин ввел Юрген Хабермас? Общественная сфера

  182. Кто ввел термин гиперреальность? Жан Бодрийяр

  183. Что такое международная система производства, распространения и потребления информации? Мировой информационный порядок

  184. Что идеология скрывает, оправдывает или узаконивает? Символическая сила Распространение доминирующих идей

  185. Что такое медиаимпериализм? Первостепенное положение промышленно развитых стран в производстве и распространении средств массовой информации

  186. Кого представляет Руперт Мердок? Предприниматель австралийского происхождения

  187. Когда и откуда появился Интернет? Пентагон 1969

  188. Каким было первое (сокращенное) название Интернета? ARPA

  189. Как называется пространство взаимодействия, образованное глобальной сетью компьютеров, составляющих Интернет? Киберпространство

  190.Что является первым шагом в процессе исследования? Проверка доказательств

  191. Что является вторым шагом в исследовательском процессе? Уточнение проблемы

  192. Каков третий этап исследовательского процесса? Разработка дизайна

  193. Каков четвертый этап исследовательского процесса? Проведение исследования

  194. Что является пятым шагом в исследовательском процессе? Интерпретация результата

  195.Какой шестой шаг в исследовательском процессе? Сообщение о результатах

  196. Каков седьмой этап исследовательского процесса? Реальность вторгается

  197. Другой термин для полевых работ. Участниковое наблюдение

  198. Какой метод исследования можно определить как попытку проверить гипотезу в строго контролируемых условиях, установленных исследователем? Эксперименты

  199.Какой метод исследования дает временную перспективу? Исторический анализ

  200. Какая проблема возникает в исследованиях, касающихся человека? Этическая дилемма

  ---

  Дата: 24.