ВКЛ / ВЫКЛ: ИЗОБРАЖЕНИЯ: ШРИФТ: A A A ФОН: Ц Ц Ц Ц

ИНФОФИЗ - мой мир...

Весь мир в твоих руках - все будет так, как ты захочешь

ИНФОФИЗ - мой мир...

Весь мир в твоих руках - все будет так, как ты захочешь

МЕНЮ

Как сказал...

В мире нет ничего особенного. Никакого волшебства. Только физика.

Чак Паланик

Вопросы к экзамену

Учебной дисциплины ФИЗИКА (смотреть)

Для групп АМ-11, СЗ-11, А-11 специальности:

190631 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»

270802 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»

270101 «Архитектура»

Список лекций по физике за 1,2 семестр

ЖЕЛАЮ УДАЧИ!

Тестирование

   Многие физические явления, наблюдаемые в природе и окружающей нас жизни, не могут быть объяснены только на основе законов механики, молекулярно-кинетической теории и термодинамики. В этих явлениях проявляются силы, действующие между телами на расстоянии, причем эти силы не зависят от масс взаимодействующих тел и, следовательно, не являются гравитационными. Эти силы называют электромагнитными силами.

   О существовании электромагнитных сил знали еще древние греки. Но систематическое, количественное изучение физических явлений, в которых проявляется электромагнитное взаимодействие тел, началось только в конце XVIII века. Трудами многих ученых в XIX веке завершилось создание стройной науки, изучающей электрические и магнитные явления. Эта наука, которая является одним из важнейших разделов физики, получила название электродинамики.

   Основными объектами изучения в электродинамике являются электрические и магнитные поля, создаваемые электрическими зарядами и токами.

   Из повседневной жизни мы хорошо знаем, что многие предметы после натирания начинают притягивать к себе соринки, мелкие бумажки, волосы и т.п. Такое притяжение к натертым предметам обусловлено находящимися на них электрическими зарядами, поэтому такие тела называют наэлектризованными.

   Существует три способа электризации тел.

  1. Электризация трением.
  2. Электризация соприкосновением.
  3. Электризация через влияние.

     Видео "Электризация тел"

   Подобно понятию гравитационной массы тела в механике Ньютона, понятие заряда в электродинамике является первичным, основным понятием.

   Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия. Он определяет интенсивность электромагнитных взаимодействий.

   Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q.

   В Международной системе СИ за единицу заряда принят кулон (Кл). Кулон – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 ампер.

   Совокупность всех известных экспериментальных фактов позволяет сделать следующие выводы:

  • Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными (образуется на стекле, потертом о шелк или кожу) и отрицательными (образуется на янтаре, потертом о шерсть).
  • Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются (опыты с гильзами).
  • Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.

   Одним из фундаментальных законов природы является экспериментально установленный закон сохранения электрического заряда.

   В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:

 q1 + q2 + q3 + ... +qn = const 

   Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака.

   С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы.

   Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицынейтроны. Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов.

   Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду e.

   e = 1,602177·10–19 Кл ≈ 1,6·10–19 Кл

   В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке. Это число называется атомным номером.

   Атом данного вещества может потерять один или несколько электронов или приобрести лишний электрон. В этих случаях нейтральный атом превращается в положительно или отрицательно заряженный ион.

   Большинство тел электрически нейтральны, т.е. число протонов в них равно числу электронов.

   Наэлектризовать тело, значит нарушить его электрическую нейтральность.

   Если тело заряжено отрицательнозначит, оно имеет избыток электронов.

   Если тело заряжено положительно – значит, у него недостаток электронов.

   Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число элементарных зарядов. Таким образом, электрический заряд тела – дискретная величина:

   q = ne     (n = 0,1,2…) 

   В обычных лабораторных опытах для обнаружения и измерения электрических зарядов используется электрометр – прибор, состоящий из металлического стержня и стрелки, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси. Стержень со стрелкой изолирован от металлического корпуса. При соприкосновении заряженного тела со стержнем электрометра, электрические заряды одного знака распределяются по стержню и стрелке. Силы электрического отталкивания вызывают поворот стрелки на некоторый угол, по которому можно судить о заряде, переданном стержню электрометра.

 
Перенос заряда с заряженного тела на электрометр.

   Электрометр является достаточно грубым прибором; он не позволяет исследовать силы взаимодействия зарядов.

   Впервые закон взаимодействия неподвижных зарядов был установлен французским физиком Ш. Кулоном (1785 г.). В своих опытах Кулон измерял силы притяжения и отталкивания заряженных шариков с помощью сконструированного им прибора – крутильных весов (рис. 2), отличавшихся чрезвычайно высокой чувствительностью. Так, например, коромысло весов поворачивалось на 1° под действием силы порядка 10–9 Н.

   Идея измерений основывалась на блестящей догадке Кулона о том, что если заряженный шарик привести в контакт с точно таким же незаряженным, то заряд первого разделится между ними поровну. Таким образом, был указан способ изменять заряд шарика в два, три и т. д. раз. В опытах Кулона измерялось взаимодействие между шариками, размеры которых много меньше расстояния между ними. Такие заряженные тела принято называть точечными зарядами.

   Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.

 Прибор Кулона.

   На основании многочисленных опытов Кулон установил следующий закон:

   Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:

 

   Коэффициент пропорциональности k в законе Кулона зависит от выбора системы единиц. Коэффициент k в системе СИ обычно записывают в виде: , где –   электрическая постоянная.

   Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона: F1 = - F2. Они являются силами отталкивания при одинаковых знаках зарядов и силами притяжения при разных знаках.


Силы взаимодействия одноименных и разноименных зарядов.

   Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием.

   Раздел электродинамики, изучающий кулоновское взаимодействие, называют электростатикой.

   Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними. Закон Кулона справедлив для точечных заряженных тел.

   Опыт показывает, что силы кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции.

   Если заряженное тело взаимодействует одновременно с несколькими заряженными телами, то результирующая сила, действующая на данное тело, равна векторной сумме сил, действующих на это тело со стороны всех других заряженных тел.

   Рисунок поясняет принцип суперпозиции на примере электростатического взаимодействия трех заряженных тел:

  



 

   Физический диктант по теме: "Электрический заряд. Закон Кулона"

   Проверить свои знания ( тест по теме "Электрический заряд. Закон Кулона")

Яндекс.Метрика
© 2018. Dudko Elena | Infofiz.ru 2011-2018 All rights reserved Все права защищены. Дудко Елена. Все материалы взяты из открытых источников и представлены исключительно в ознакомительных целях, только на локальном компьютере. Все права на статьи, книги, видео и аудио материалы принадлежат их авторам и издательствам. Любое распространение и/или коммерческое использование без разрешения законных правообладателей не разрешается. .