Forza gravitazionale e forza elettrica

Forza gravitazionale

Nella lezione precedente abbiamo dato la definizione di forza gravitazionale considerando due corpi: un corpo di massa m₁ e massa m₂ che sono posti alla distanza r₁₂. Abbiamo anche identificato il versore r₁₂ che rappresenta la direzione uscente dal corpo di massa m₁, e abbiamo detto che per effetto del campo di massa m₁ che produce intorno a sé un campo gravitazionale chiamato Y_M1 viene esercitata una forza sul corpo di massa m₂ che è la forza gravitazionale.

F_g21 = -Y_R12 = -G m₁m₂ / (R₁₂)² Espressione forza gravitazionale.

In sostanza la legge di gravitazione universale dice che su un corpo generato di massa m₂ per effetto della presenza di un corpo posto a distanza r₁₂ si esplica una forza che è attrattiva, questo ce lo dice il fatto del segno — e del vettore r₁₂.

È una forza a distanza, questo ce lo dice il fatto che viene esercitata su un corpo che è a distanza r₁₂. Quindi abbiamo già capito due caratteristiche:

• È una forza attrattiva.
• È una forza a distanza.

Ha una intensità che è direttamente proporzionale al prodotto delle masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza.

F_g21 = -Y_R12 = -G m₁m₂ / (R₁₂)² Attrattiva a distanza.

Abbiamo anche espresso la forza gravitazionale in forma di campo e usando il campo gravitazionale prodotto dalla massa m₁ F_g21 Y_M1 · m₂ Espressione forza gravitazionale.

Campo Y_M1

Campo Y_M1 - Nella lezione precedente abbiamo dato la definizione di considerando due corpi di massa m1 e massa m2 che sono posizionati alla distanza r12, abbiamo anche identificato il versore r12 che rappresenta la direzione uscente del corpo di massa m1 e abbiamo detto che per effetto del campo di massa m1 che produce intorno a sé un campo gravitazionale chiamato (alfa), viene esercitata una forza sul corpo di massa m2 che è.

F_g21 = -Y r₁₂ - G m1 m2 (R12²)

In sostanza la legge di gravitazione universale ci dice che su un corpo generato di massa m1 per effetto della presenza di un altro corpo a distanza r12 si esercita una forza che è attrattiva, questo ce lo dice il fatto del segno — davanti al versore r₁₂.

È una forza a distanza, questo ce lo dice il fatto che viene esercitata su un corpo che è a distanza r₁₂. Quindi abbiamo già capito due caratteristiche:

• È una forza attrattiva.
• È una forza a distanza.

Ha una intensità che è direttamente proporzionale al prodotto delle masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza.

F_g21 = -r₁₂ -G m1 m2 (R12²)

Attrattiva a distanza.

Abbiamo anche espresso la forza gravitazionale in forma per compagnia utilizzando del campo gravitazionale espressione.

F_g21 ⟗ (alfa) · m2

Campo (alfa).

Forza elettrica e campo elettrico... dimostrato da immagini

La definizione di forza elettrica è di tipo sperimentale e segue da Coulomb: questi esperimenti provavano o dimostrarono che se consideriamo una situazione quasi equivalente, ipoteticamente invece delle masse, consideriamo due cariche q₁ e q₂ che sono poste ad una certa distanza r₁₂ con intensità q₁₂, quindi riprendiamo la stessa configurazione, ma andiamo a sostituire le masse con delle cariche... ... ... (immagine).

In sostanza stiamo dicendo che ... ... corpi, che non avere una massa, sono trasportatori di cariche in esperimentaria q₁ q₂.

Gli esperimenti di Coulomb dimostrarono una serie di condizioni allora vero:

• 1) Cariche di segno opposto si attraggono e che anche delle stesso segno respingono.
• Caso a) La forza elettrica caso b) ...
• Caso a ...
• Caso b ... (immagine)

La prima differenza è che le masse non hanno segno, le cariche possiamo avere un segno cioè possano essere positive o negative mentre la forza gravitazionale è esclusivamente attrattiva.

La forza elettrica questa che si esercita tra le cariche, potrebbe esistere anche repulsiva, a causa della potenza positiva o negativa delle cariche.

• 2) La forza elettrica agisce lungo il congiungimento le cariche.

Questa è una caratteristica innata analoga alla forza gravitazionale, quindi la forza elettrica, così come la forza gravitazionale, è una forza a distanza che agisce lungo il congiungimento le due cariche, però a differenza della forza gravitazionale può esistere attrattiva o repulsiva.

(immagine)... Roma che congiungamento le due posizioni in cui sono distece le due cariche.

• 3) L'intensità di questa forza è direttamente proporzionale al prodotto delle cariche e inversamente proporzionale al quadrato della distanza.

In base a queste proprietà possiamo dire che data questa configurazione possiamo definire una F con e due uno che è uguale a k con R uno due per (Q1*Q2) diviso 4πE con 0 r12 al quadrato).

F₂₁ = k_R12 Q₁Q₂/(4πE₀(r_R12)² Espressione forza elettrica.

1/4πE₀ una costante e l'equivalente di G nella forza gravitazionale, ma in questa costante appare un parametro denominato uno è E₀.

L'immagine o immagino un campo elettromagnetico non esiste nient'altro che lo spazio vuoto. Pertanto stiamo assumendo un mezzo che ha parametri E₀, M₀.

Per noi che studiamo elettromagnetismo sono molto importanti le caratteristiche del mezzo.

I parametri più importanti sono:

• E₀ - La costante dielettrica di elettricità del vuoto.
• M₀ - Permettività magnetica.

Questi due parametri misurano la reazione del mezzo il sostegno dell'apertura uno di un campo elettrico è e di un campo magnetico M₀.

Questo ci fa capire che la forza elettrica non solo ha quelle caratteristiche che abbiamo enunciato e abbiamo scritto ma abbiamo ad aggiungerci che la sua intensità dipende dalla costante dielettrica perché la denominato compare questa E con 0.

Campo elettrico prodotto da una carica

Il fatto che noi possiamo avere cariche positive o negative comporta una conseguenza importante.

Se prendo una carica σ 1 il campo elettrico prodotto da questa carica è 2 ε 0) R grandezza variabile Δ V uscente da detta carica.

Possiamo dire che se abbiamo una carica, per effetto della presenza di questa carica Δ in un mezzo si produce un campo elettrico.

Se la carica è positiva, il campo elettrico è uscente da essa carica.

Quindi possiamo dire che il campo elettrico è prodotto ad una certa distanza R da questa carica è quest'ultima al valore ε 0) R, essendo diviso sotto R².

E = λ R . q

Se la carica è negativa, la cosa che cambia molto.

Questa relazione ci dice che se ho una carica Π puntiforme diversa che è concentrata in un punto Π posso immaginare di a posto mi Π eseguendo la definizione delle differenze di ragione variabile.

Per ogni valore di età R ho un campo elettrico che è costante su BM circonferenza così come era costante il campo gravitazionale.

Se voglio dedurre da forza elettrica che questa campo esercita su un'altra carica cosa devo fare?

La forza elettrica la posso esprimere come prodotto di una carica q2 per E.

Fe = q2 . ξ

V[V] Unità di misura campo elettrico - V Volt - Π tensione su unità di - m lunghezza.

Se la carica è negativa, la formula diventa:

E = λ R / 4πε0 R²

Indipendentemente dal segno della potenza della carica, per effetto della diretta presenza di una carica si produce un campo elettrico che è diretto radialmente perché la carica è immaginaria puntiforme, quindi essa è concentrata in un punto che rappresenta l'origine di sistema e sistema di riferimento.

E = λ R / 4πε0 R² Espressione campo elettrico.

Sorgente del campo e forza sulla carica

Cosa molto importante.

Siamo partiti da uno schema che include una carica carica q₁, questa per me è la sorgente del campo.

Questa sorgente produce il campo E.

Se però io da questa parte, ho una carica diverso dal q₁ un'altra carica q₂, su q₂ sta questa carico viene esercitata una forza che è il prodotto della carica che subisce l'azione del campo per il campo prodotto dalla carica immaginaria o punto dalla sorgente.

F_E = q₂ - E

Cioè la forza che agisce sulla carica q₂ non può essere q₂^⟦E⟧, ma deve essere q₂ per E.

Devo distinguere la carica che rappresenta la sorgente e la carica su cui agisce la forza elettrica dovuta a quella sorgente.

Noi possiamo dire che vale per il campo elettrico nel vuoto, cioè in un mezzo che è lineare.

Linearità e principio di sovrapposizione

Sapete quando è che si parla di lineare?

Cioè che l'onda è lineare e di tipo lineare, è rappresentato da una retta.

y = 0_x

Se y non è y vale in misura direttamente proporzionale sapere di x.

Questo concetto lo posso estendere in modo applicativo.

Se infatti accade una pressione è lineare quando è infatti variamo l di x, non posso comprendere brusche variazioni di y perché è lineare e quindi sarà sempre legato da questo coefficiente.

In generale, potrei avere un sistema che rappresento così: e lo indico con S.

y = a₁x₁ + a₂x₂ (S)

Questo sistema è sottoposto a vari input (x₁, x₂) e perciò produce un output y.

Sto dicendo che se operato ad un certo sistema dove x (x₁, x₂), la mia uscita cioè la risposta del sistema sarà data da una combinazione lineare di questi due input secondo dei coefficienti a₁, a₂ - la risposta del tipo lineare.

Il campo totale è la somma del dei campi prodotti virtuali singole sorgenti.

Ciò per il campo elettrico vale il principio di sovrapposizione direttamente.

Cioè campo elettrico totale in un certo punto dovuto ad un insieme di cariche q₁, q₂, q₃, ..., q_m.

Ognuna di questa produce un campo E_i.

q₁ → E₁ q₂ → E₂ q₃ → E₃ q_m o E_m.

E totale è la somma per i che va da 1 a m dei e_i^m/_{i = 1} Σ E_i Σ_{i = 1} E_i.

Somma vettoriale.

Configurazione minima di due cariche

Consideriamo una configurazione minima di due cariche. La carica q₁ è posta ad una distanza R₁ dall'origine, un'ipotetica carica q₂ è posta ad una distanza R₂ dall'origine e vogliamo calcolare il campo elettrico di un punto P posto a distanza R da O.

Diciamo che R₁ è il vettore posizione della carica q₁ rispetto al sistema.

Diciamo che R₂ è il vettore posizione della carica q₂ rispetto al sistema.

Diciamo che R è il vettore posizione del punto P che è il punto di osservazione.

q₁, q₂ sono le sorgenti.

P è il punto di osservazione.

Noi abbiamo detto che la forza elettrica agisce lungo le congiungenti.

Dobbiamo considerare la congiungente q₁ rispetto al punto P.

La congiungente sorgente-punto di osservazione è identificata dal vettore differenza R − R₁.

Allo stesso modo dobbiamo considerare la congiungente q₂ rispetto al punto P, che non è altro che il vettore differenza R − R₂.

Se la carica è dimensione nello spazio, il campo P è dato fissando ogni vettore posizione che esprime lo stato di distanza si tra la sorgente e il punto d'osservazione.

In questo caso la sorgente q_i è identificata da un vettore R_i e quindi se voglio calcolare il campo E il problema è di carica q devo considerare la tensione relativa del vettore che collega P e il punto dove c’è la distanza del punto di osservazione.

E₁ = (R-R₁) / |R-R₁| × q₁ /4πε₀|R-R₁|²

E₂ = (R-R₂) / |R-R₂| × q₂ /4πε₀|R-R₂|²

E = E₁ + E₂ + 1 / 4πε₀ × [(q₁ (R-R₁)) / |R-R₁|³ + (q₂ (R-R₂)) / |R-R₂|³]

Il campo totale dovuto alla distribuzione di un perché discrete l’ogni m un punto.

E = 1 / 4πε₀ × Σ 1 / |R-R₁|³

Esempio

Esempio.

Supponiamo di avere due cariche.

q₁ = 2 · 10^-5c | q₂ = -4 · 10^-5c

P₁ (1,3,-1) | P₂ (2,3,1,2)

P (3,1,-2)

Rumori d’osservazione.

q=8.8 · 10^-5 c

Ricorda: forza e campo – di grandezze vettoriali.

Carica – di grandezza scalare.