Закон Кулона
Формула силы тяжести
Закон всемирного тяготения, формула
Был открыт Шарлем Кулоном в г. Проведя большое количество опытов с металлическими шариками, Шарль Кулон дал такую формулировку закона:. Модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними. Сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды, пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Она является силой притяжения, если знаки зарядов разные, и силой отталкивания, если эти знаки одинаковы. Однако с некоторыми корректировками закон справедлив также для взаимодействий зарядов в среде и для движущихся зарядов. В СГСЭ единица измерения заряда выбрана таким образом, что коэффициент k равен единице. В СИ коэффициент k записывается в виде:. В квантовой механике закон Кулона формулируется не при помощи понятия силы , как в классической механике , а при помощи понятия потенциальной энергии кулоновского взаимодействия. В случае, когда рассматриваемая в квантовой механике система содержит электрически заряженные частицы , к оператору Гамильтона системы добавляются слагаемые, выражающие потенциальную энергию кулоновского взаимодействия, так, как она вычисляется в классической механике [3]. Это утверждение не следует из остальных аксиом квантовой механики, а получено путём обобщения опытных данных. Так, оператор Гамильтона атома с зарядом ядра Z имеет вид:. Суммирование в первом и втором слагаемом ведется по всем Z электронам. В третьем слагаемом суммирование идёт по всем парам электронов, причём каждая пара встречается однократно [4]. Согласно квантовой электродинамике , электромагнитное взаимодействие заряженных частиц осуществляется путём обмена виртуальными фотонами между частицами. Принцип неопределённости для времени и энергии допускает существование виртуальных фотонов на время между моментами их испускания и поглощения. Чем меньше расстояние между заряженными частицами, тем меньшее время нужно виртуальным фотонам для преодоления этого расстояния и следовательно, тем большая энергия виртуальных фотонов допускается принципом неопределенности. При малых расстояниях между зарядами принцип неопределённости допускает обмен как длинноволновыми, так и коротковолновыми фотонами, а при больших расстояниях в обмене участвуют только длинноволновые фотоны. Таким образом, с помощью квантовой электродинамики можно вывести закон Кулона. Впервые исследовать экспериментально закон взаимодействия электрически заряженных тел предложил [7] Г. Осуществлению этого плана помешала трагическая гибель Рихмана. Эпинус , занявший кафедру Рихмана после его гибели, впервые предположил [8] , что заряды должны взаимодействовать обратно пропорционально квадрату расстояния. Бернулли в Базеле установил квадратичный закон с помощью сконструированного им электрометра. Кавендишем , однако результат не был опубликован и долгое время свыше лет оставался неизвестным. Рукописи Кавендиша были вручены Д. Сам Кулон занимался исследованием кручения нитей и изобрел крутильные весы. Он открыл свой закон, измеряя с помощью них силы взаимодействия заряженных шариков. То есть закон Кулона и принцип суперпозиции для электрических полей выполняются тогда и только тогда, когда выполняются уравнения Максвелла для электростатики и, наоборот, уравнения Максвелла для электростатики выполняются тогда и только тогда, когда выполняются закон Кулона и принцип суперпозиции для электрических полей [14]. Его справедливость неоднократно подтверждалась всё более точными экспериментами. Одним из направлений таких экспериментов является проверка того, отличается ли показатель степени r в законе от 2. Для поиска этого отличия используется тот факт, что если степень точно равна двум, то поле внутри полости в проводнике отсутствует, какова бы ни была форма полости или проводника [15]. Для проверки точности закона Кулона на внутриатомных расстояниях У. Это явление уменьшает кулоновскую силу не только в микро- но и в макромасштабах, в частности, в сильном магнитном поле кулоновский потенциал падает не обратно пропорционально расстоянию, а экспоненциально [22]. Явление поляризации вакуума в квантовой электродинамике заключается в образовании виртуальных электронно-позитронных пар. Облако электронно-позитронных пар экранирует электрический заряд электрона. Явление отклонения электростатического потенциала точечных зарядов в вакууме от значения закона Кулона известно как эффект Юлинга, который впервые вычислил отклонения от закона Кулона для атома водорода. Эффект Юлинга даёт поправку к лэмбовскому сдвигу 27 МГц [26] [27]. Это приводит к поправкам к закону Кулона [28]. Закон Кулона является первым открытым количественным и сформулированным на математическом языке фундаментальным законом для электромагнитных явлений. С открытия закона Кулона началась современная наука об электромагнетизме [29]. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. О законе сухого трения см. Физматлит ; Изд-во МФТИ , Квантовая механика нерелятивистская теория. Халатникова , Государственное издательство физико-математической литературы, М. Теория электричества и магнетизма. The History and present state of Electricity with original experiments. История теории эфира и электричества. John Murray, , vol. Сэндс, Фейнмановские лекции по физике , вып. Гофман том 1 Поля гл. Состояния с отрицательной энергией c. Страницы, использующие волшебные ссылки ISBN. Навигация Персональные инструменты Вы не представились системе Обсуждение Вклад Создать учётную запись Войти. Пространства имён Статья Обсуждение. Просмотры Читать Править Править вики-текст История. В других проектах Викисклад. Эта страница последний раз была отредактирована 24 мая в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия. Свяжитесь с нами Политика конфиденциальности Описание Википедии Отказ от ответственности Разработчики Соглашение о cookie Мобильная версия. Электростатика Закон Кулона Теорема Гаусса Электрический дипольный момент Электрический заряд Электрическая индукция Электрическое поле Электростатический потенциал. Закон Био — Савара — Лапласа Закон Ампера Магнитный момент Магнитное поле Магнитный поток Магнитная индукция. Векторный потенциал Диполь Потенциалы Лиенара — Вихерта Сила Лоренца Ток смещения Униполярная индукция Уравнения Максвелла Электрический ток Электродвижущая сила Электромагнитная индукция Электромагнитное излучение Электромагнитное поле. Закон Ома Законы Кирхгофа Индуктивность Радиоволновод Резонатор Электрическая ёмкость Электрическая проводимость Электрическое сопротивление Электрический импеданс. Тензор электромагнитного поля Тензор энергии-импульса 4-потенциал 4-ток. Генри Кавендиш Майкл Фарадей Никола Тесла Андре-Мари Ампер Густав Роберт Кирхгоф Джеймс Клерк Кларк Максвелл Генри Рудольф Герц Альберт Абрахам Майкельсон Роберт Эндрюс Милликен.
Сила - векторная величина. Необходимо знать точку приложения и направление каждой силы. Важно уметь определить какие именно силы действуют на тело и в каком направлении. Сила обозначается как , измеряется в Ньютонах. Для того, чтобы различать силы, их обозначают следующим образом. Ниже представлены основные силы, действующие в природе. Придумывать не существующие силы при решении задач нельзя! Сил в природе много. Здесь рассмотрены силы, которые рассматриваются в школьном курсе физики при изучении динамики. А также упомянуты другие силы, которые будут рассмотрены в других разделах. На каждое тело, находящееся на планете, действует гравитация Земли. Сила, с которой Земля притягивает каждое тело, определяется по формуле. Точка приложения находится в центре тяжести тела. Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз. Познакомимся с силой трения. Эта сила возникает при движении тел и соприкосновении двух поверхностей. Возникает сила в результате того, что поверхности, если рассмотреть под микроскопом, не являются гладкими, как кажутся. Определяется сила трения по формуле:. Сила приложена в точке соприкосновения двух поверхностей. Направлена в сторону противоположную движению. Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра. Представим очень тяжелый предмет, лежащий на столе. Стол прогибается под тяжестью предмета. Но согласно третьему закону Ньютона стол воздействует на предмет с точно такой же силой, что и предмет на стол. Сила направлена противоположно силе, с которой предмет давит на стол. Эта сила называется реакцией опоры. Название силы "говорит" реагирует опора. Эта сила возникает всегда, когда есть воздействие на опору. Природа ее возникновения на молекулярном уровне. Предмет как бы деформировал привычное положение и связи молекул внутри стола , они, в свою очередь, стремятся вернуться в свое первоначальное состояние, "сопротивляются". Абсолютно любое тело, даже очень легкое например,карандаш, лежащий на столе , на микроуровне деформирует опору. Поэтому возникает реакция опоры. Специальной формулы для нахождения этой силы нет. Обозначают ее буквой , но эта сила просто отдельный вид силы упругости, поэтому она может быть обозначена и как. Это сила возникает в результате деформации изменения первоначального состояния вещества. Например, когда растягиваем пружину, мы увеличиваем расстояние между молекулами материала пружины. Когда сжимаем пружину - уменьшаем. Когда перекручиваем или сдвигаем. Во всех этих примерах возникает сила, которая препятствует деформации - сила упругости. Модуль Юнга характеризует упругие свойства вещества. Это постоянная величина, зависящая только от материала, его физического состояния. Характеризует способность материала сопротивляться деформации растяжения или сжатия. Значение модуля Юнга табличное. Подробнее о свойствах твердых тел здесь. Вес тела - это сила, с которой предмет воздействует на опору. Вы скажете, так это же сила тяжести! Путаница происходит в следующем: Сила тяжести - сила, которая возникает в результате взаимодействия с Землей. Вес - результат взаимодействия с опорой. Сила тяжести приложена в центре тяжести предмета, вес же - сила, которая приложена на опору не на предмет! Формулы определения веса нет. Обозначается эта силы буквой. Сила реакции опоры или сила упругости возникает в ответ на воздействие предмета на подвес или опору, поэтому вес тела всегда численно одинаков силе упругости, но имеет противоположное направление. Сила реакции опоры и вес - силы одной природы, согласно 3 закону Ньютона они равны и противоположно направлены. Вес - это сила, которая действует на опору, а не на тело. Сила тяжести действует на тело. Вес тела может быть не равен силе тяжести. Может быть как больше, так и меньше, а может быть и такое, что вес равен нулю. Это состояние называется невесомостью. Невесомость - состояние, когда предмет не взаимодействует с опорой, например, состояние полета: Определить направление ускорения возможно, если определить, куда направлена равнодействующая сила. Обратите внимание, вес - сила, измеряется в Ньютонах. Как верно ответить на вопрос: Мы отвечаем 50 кг, называя не вес, а свою массу! В этом примере, наш вес равен силе тяжести, то есть примерно Н! Сила возникает в результате взаимодействия тела с жидкость газом , при его погружении в жидкость или газ. Эта сила выталкивает тело из воды газа. Поэтому направлена вертикально вверх выталкивает. Если сила Архимеда равна силе тяжести, тело плавает. Если сила Архимеда больше, то оно поднимается на поверхность жидкости, если меньше - тонет. Существуют силы электрического происхождения. Возникают при наличии электрического заряда. Эти силы, такие как сила Кулона , сила Ампера , сила Лоренца , подробно рассмотрены в разделе Электричество. Часто тело моделируют материальной точкой. Поэтому на схемах различные точки приложения переносят в одну точку - в центр, а тело изображают схематично кругом или прямоугольником. Для того, чтобы верно обозначить силы, необходимо перечислить все тела, с которыми исследуемое тело взаимодействует. Определить, что происходит в результате взаимодействия с каждым: Определить вид силы, верно обозначить направление. Количество сил будет совпадать с числом тел, с которыми происходит взаимодействие. Различают внешнее сухое и внутреннее вязкое трение. Внешнее трение возникает между соприкасающимися твердыми поверхностями, внутреннее - между слоями жидкости или газа при их относительном движении. Существует три вида внешнего трения: Сила сопротивления возникает при движении тела в жидкости или в газе. Величина силы сопротивления зависит от размеров и формы тела, скорости его движения и свойств жидкости или газа. При небольших скоростях движения сила сопротивления пропорциональна скорости тела. Рассмотрим взаимное притяжение предмета и Земли. Между ними, согласно закону гравитации возникает сила А сейчас сравним закон гравитации и силу тяжести. Величина ускорения свободного падения зависит от массы Земли и ее радиуса! Таким образом, можно высчитать, с каким ускорением будут падать предметы на Луне или на любой другой планете, используя массу и радиус той планеты. Расстояние от центра Земли до полюсов меньше, чем до экватора. Поэтому и ускорение свободного падения на экваторе немного меньше, чем на полюсах. Вместе с тем, следует отметить, что основной причиной зависимости ускорения свободного падения от широты местности, является факт вращения Земли вокруг своей оси. При удалении от поверхности Земли сила земного тяготения и ускорения свободного падения изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния до центра Земли. Физика Математика Астрономия Элементы математики Физические величины Единицы измерения Постоянные величины в физике Формулы I. Механика Кинематика Динамика закон тяготения законы Ньютона силы в природе равнодействующая сила Законы сохранения Статика Колебания и волны II. Молекулярная физика Молекулярная физика Термодинамика III. Основы электродинамики Электричество Электрический ток Магнетизм Электромагнетизм IV. Оптика Волновая оптика Геометрическая оптика V. Теория относительности Теория относительности VI. Трение качения определяется по формуле Сила сопротивления возникает при движении тела в жидкости или в газе. При небольших скоростях движения сила сопротивления пропорциональна скорости тела При больших скоростях пропорциональна квадрату скорости. Между ними, согласно закону гравитации возникает сила А сейчас сравним закон гравитации и силу тяжести Величина ускорения свободного падения зависит от массы Земли и ее радиуса!
Сила тяжести
100 км ч сколько в м с
Управление образования орловской области
Приказ 310 мо рф
Енисей 950 схема ремни
Mercedes slr характеристики
Стихи прикольные про внука