ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
27
.,
2
0
21
21
3
0
21
44
2
r
qq
FFFr
r
qq
F
k
(6.1)
Входящая в формулу (6.1) величина ε0 = 8,85·10
-12
Ф/м называется электрической
постоянной, она нужна при записи закона в международной системе единиц СИ.
6.2. Потенциальная энергия. Потенциал. Работа сил электрического поля
Взаимодействие между неподвижными зарядами осуществляется посредством
электростатического поля: взаимодействуют не заряды, а один заряд в месте своего
расположения взаимодействует с полем, созданным другим зарядом.
Покажем, что электростатическое поле является потенциальным. Для этого рассчитаем
работу кулоновской силы при перемещении точечного положительного заряда
q
2
из точки 1 в
точку 2 (рис. 6.1б) в электрическом поле, созданным точечным зарядом q
1
:
.
cos
21
2
1
20
21
10
21
2
0
21
2
1
2
1
2
1
12
444
UU
r
qq
r
qq
r
dr
qq
drFdsFsdFA
kkk
(6.2)
Как видно из формулы (6.2), в окончательное выражение входят величины,
описывающие только начальное и конечное положение заряда
q
2
, то есть работа сил поля не
зависит от пути перехода из точки 1 в точку 2. Это означает, что кулоновская сила будет
консервативной, а электрическое поле – потенциальное. В таком поле заряд q , помещенный в
некоторую точку, обладает потенциальной энергией U.
На основании формулы (6.2) для U можно записать следующее выражение:
.const
r
qq
U
0
21
4
(6.2а)
Как видно из выражения (6.2а), U определяется с точностью до постоянной величины.
Для электростатического поля точечного заряда принято выбирать const так, чтобы на
бесконечно большом расстоянии между зарядами их взаимная потенциальная энергия
обращалась в ноль. Следовательно,
.
r
qq
U
0
21
4
(6.2б)
Рис. 6.1
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- …
- следующая ›
- последняя »
