Напряжение и деформация

Физика > Напряжение и деформация

Точечный заряд формирует электрическое поле, которое можно рассчитать при помощи закона Кулона.

Основные пункты

• Электрическое поле – векторное поле, сосредоточенное вокруг заряженной частички. Отображает силу, которую другие заряженные частицы будут ощущать, если расположены рядом.
• Линии электрического поля распространяются одинаково во всех радиальных направлениях.
• Если точечный заряд положительный, то линия поля укажет на него. В противном случае, повернется от него.

Термины

• Векторное поле – каждая точка в евклидовом пространстве ассоциируется с вектором.
• Закон Кулона – уравнение, рассчитывающее вектор электростатической силы между двумя заряженными частичками.

Электрическое поле отображает векторное с точечными зарядами повсюду. Этот эффект ощущается как сила. Когда заряженные частички лишены движения, то сталкиваемся с электростатической силой, влияющей на расстоянии.

Если брать в расчет точечный заряд или частичку крошечного размера, вмещающую заряд, то линии электрического поля будут расходиться радиально во все стороны. При положительном заряде линии удаляются в радиальном направлении.

Электрическое поле частицы с положительным зарядом расположено в радиальном направлении от заряда

Электрическое поле с частичкой с отрицательным зарядом расположено в радиальном направлении к частичке

Давайте выведем определение для электрического поля точечной частички:

Здесь q отображает заряд частички, создающей электрическое поле, а постоянная k – результат сближения констант. Заряд может быть положительным или отрицательным. Если положительный, то электрическое поле укажет в положительную сторону от q.

Электрическое поле определяется радиальными координатами. Положительное направление r указывает от начала координат, а отрицательное – на начало. Электрическое поле симметрично относительно направления θ

Если использовать тестовый заряд Q, получим:

Отметим, что сила здесь влияет на заряд Q в положительном радиальном направлении. То есть, заряды положительные и будут отталкиваться, и сила укажет на первоначальный заряд. Если бы тестовый заряд выступил отрицательным, то:

Не забывайте, что здесь есть указание на отрицательное направление. Противоположные заряды притягиваются, и сила на тестовом стремится подтолкнуть его к первоначальному положительному состоянию. Описанное выше уравнение – закон Кулона.

---