Projekt „Informatyka – inwestycją w przyszłość”

współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Biuro Projektu:

Politechnika Radomska im. Kazimierza Pułaskiego

26-600 Radom, ul. Chrobrego 27, pok. nr 44, tel. [phone]

www.zamawiane.pr.radom.pl; e-mail: [e-mail]

Zajęcia wyrównawcze z fizyki -Zestaw 8 -Teoria

Oddziaływania elektrostatyczne. Siła elektrostatyczna, natężenie pola elektrostatycznego, zasada
superpozycji pól. Pole elektrostatyczne jednorodne i centralne. Potencjał elektrostatyczny. Ruch
ładunków w polu elektrostatycznym.

Ładunek elektryczny.

W przyrodzie mamy do czynienia z dwoma rodzajami ładunków - dodatnimi i

ujemnymi. Ładunki jednoimienne odpychają się, a różnoimienne przyciągają się. Wszystkie realnie
istniejące ładunki są wielokrotnością ładunku elementarnego, posiadanego przez pojedynczy proton
lub elektron e

= 1.6·10

-19

C.

Prawo Coulomba

Każde dwa ładunki punktowe

q

1

i

q

2

oddziałują wzajemnie siłą wprost proporcjonalną do iloczynu tych

ładunków, a odwrotnie proporcjonalną do kwadratu odległości między nimi.

k jest to stała oddziaływań elektrostatycznych wynosząca

Współczynnik

ε

o

= 8.854·10

-12

C

2

/(Nm

2

) nosi nazwę przenikalności elektrycznej próżni.

Oddziaływanie ładunków zależy od ośrodka w jakim znajdują się ładunki. Fakt ten uwzględniamy
wprowadzając stałą materiałową

ε

r

,

zwaną względną przenikalnością elektryczną ośrodka tak, że

prawo

Coulomba

przyjmuje

postać:

Zasada superpozycji

Gdy na ładunek elektryczny q działają dwa naładowane elektrycznie ciała Q

1

, Q

2

(lub więcej) , siłę

wypadkową obliczamy dodając wektorowo siły pochodzące od poszczególnych ładunków Q

1

, Q

2

, …

Ta sama reguła dotyczy również dodawania wektorów
natężeń pola elektrostatycznego wytwarzanych przez
poszczególne ładunki Q

1

i Q

2

.

2

2

1

r

q

q

k

F



2

2

9

10

9

4

1

C

m

N

k

o











2

2

1

4

1

r

q

q

F

r

o







Projekt „Informatyka – inwestycją w przyszłość”

współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Biuro Projektu:

Politechnika Radomska im. Kazimierza Pułaskiego

26-600 Radom, ul. Chrobrego 27, pok. nr 44, tel. [phone]

www.zamawiane.pr.radom.pl; e-mail: [e-mail]

Natężenie pola elektrostatycznego:

Natężenie pola elektrycznego E definiujemy jako siłę działającą na ładunek próbny q, umieszczony w
danym punkcie przestrzeni, podzieloną przez ten ładunek. Zwrot wektora E jest taki, jak zwrot siły
elektrostatycznej F

działającej w danym punkcie przestrzeni na próbny ładunek dodatni.

Natężenie pola elektrycznego wokół dodatniego i ujemnego ładunku Q

Wzór na natężenie pola elektrostatycznego wytwarzanego przez ładunek punktowy:

Energia potencjalna w polu elektrostatycznym centralnym: (Q

jest ładunkiem ciała

wytwarzającego pole elektrostatyczne, q ładunkiem ciała umieszczonego w tym polu)

Potencjał elektryczny

Jest to energia elektrostatyczna przypadająca na jednostkę ładunku:

W polu elektrostatycznym centralnym:

q

F

E







r

Qq

k

E

p



2

r

Q

k

E



q

E

V

p



r

Q

k

V



Projekt „Informatyka – inwestycją w przyszłość”

współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Biuro Projektu:

Politechnika Radomska im. Kazimierza Pułaskiego

26-600 Radom, ul. Chrobrego 27, pok. nr 44, tel. [phone]

www.zamawiane.pr.radom.pl; e-mail: [e-mail]

Napięcie elektryczne pomiędzy punktami A i B jest to różnica potencjałów:

Związek pomiędzy natężeniem pola elektrostatycznego i potencjałem elektrostatycznym:

wzór ogólny

w polu elektrycznym jednorodnym

Praca w polu elektrostatycznym centralnym:

Praca, jaką należy wykonać, aby ruchem jednostajnym (ze stałą prędkością) przenieść nieruchomy
obiekt o ładunku q z odległości początkowej

r

1

na odległość końcową

r

2

od ciała o ładunku Q

wytwarzającego pole elektrostatyczne:

























1

2

1

2

1

1

r

r

kQq

r

Qq

k

r

Qq

k

E

W

p

A

B

AB

V

V

U





dr

dV

E







r

U

r

V

E













