Richtung des elektrischen Feldes und der Kraft
On Dezember 31, 2020 by adminIn meinem Physiklehrbuch „Giancoli …“ wurde dies
Wenn $ q $ positiv ist, zeigen [die Kraft und das elektrische Feld] in die gleiche Richtung. Wenn $ q $ negativ ist, zeigen [die Kraft und das elektrische Feld] in entgegengesetzte Richtungen.
In einem vorherigen Absatz wurde jedoch auch Folgendes angegeben:
Wir sehen, dass das elektrische Feld an jedem Punkt im Raum ein Vektor ist, dessen Richtung die Richtung der Kraft auf eine winzige positive Testladung an diesem Punkt ist. und deren Größe die Kraft pro Ladungseinheit ist
Wenn das elektrische Feld in Richtung der Kraft auf die positive Testladung liegt, warum sollte die Kraft und elektrisches Feld in entgegengesetzte Richtungen sein, wenn $ q $ negativ ist?
Bild, wenn mehr Kontext benötigt wird:
Antwort
Die angegebene Gleichung $ \ vec E = \ frac {\ vec F} q $ kann leicht in $ \ vec F = \ vec Eq $ umgeordnet werden.
Wenn die Ladung $ q $ positiv ist, entspricht die Richtung von $ \ vec F $ der Richtung von $ \ vec E $ – alle Werte sind positiv.
Wann Die Gebühr $ q $ ist negativ (dh $ -q $), dann ist $ \ vec F $ negativ: $ \ vec F = \ vec Eq \ Rightarrow – \ vec F = \ vec E (-q) $.
Dies ähnelt der Anziehungskraft von Ladungen $ F = \ frac {kq_1q_2} {r ^ 2} $ wobei $ q_1 $ und $ q_2 $ beide das gleiche Vorzeichen haben (beide positiv oder beide negativ) $ F $ ist positiv und die Ladungen stoßen sich gegenseitig ab, während wenn $ q_1 $ und $ q_2 $ entgegengesetzte Vorzeichen haben (ein positives und ein negatives), dann ist $ F $ negativ und die Ladungen werden voneinander angezogen.
Anstelle von zwei Ladungen haben Sie jedoch eine Ladung und ein elektrisches Feld. Wenn Sie davon ausgehen, dass das elektrische Feld von einer positiven Ladung ($ + q $) stammt, ist die Richtung des Feldes von dieser (imaginären) Ladung entfernt und die Richtung der Kraft, die auf eine andere positive Ladung im Feld ausgeübt wird, ist dieselbe Richtung als Feld – die Quelle des Feldes stößt die positive Ladung ab, aber die Richtung der Kraft, die auf eine negative Ladung im Feld ausgeübt wird, ist stattdessen entgegengesetzt zum Feld – die Quelle des Feldes zieht die negative Ladung an.
Kommentare
- Vielen Dank für die Erklärung und die eindeutige Angabe der Gebühr in Ihrem Beispiel. In dem Buch, in dem ' nicht klar angegeben ist, was für was verantwortlich ist, habe ich mich verlaufen. Nochmals vielen Dank!
Antwort
Dies ist Coulombs Gesetz. Wie Anklagen abstoßen. Gegensätze ziehen sich an. Denken Sie nur nach es durch.
Das Feld ist genau dort. Der Sinn des Feldes. Das heißt, positive oder negative „Richtung“. ist ein Unfall der Geschichte. Setzen Sie eine positive Ladung auf das Feld und die Kraft drückt in eine Richtung. Setzen Sie eine negative Ladung ein und die Kraft drückt in die negative Richtung.
Antwort
Andere Antworten genügen bereits den Anforderungen der Frage. Wenn immer noch Unklarheiten bestehen, denken Sie daran, dass das elektrische Feld, das von der Testladung q erfahren wird, unabhängig von q ist.
Es zeigt also immer in die gleiche Richtung für die gleiche Verteilung der Quellladung Q, auch wenn sich die Art von q ändert.
Nun wirkt die Kraft aufgrund desselben Feldes in andere Richtung. Ein Positives erfährt eine Kraft in Richtung des Feldes, während eine negative Ladung dem Feld entgegengesetzt ist, dh in Richtung der Quellladung oder in Richtung des zunehmenden Feldes.
Antwort
Weil sich eine positive und eine negative Ladung entgegengesetzt bewegen!
Ein elektrisches Feld wird durch eine Ladung erzeugt – diese Ladung könnte positiv sein.
- Wenn Sie eine positive Testladung in der Nähe platzieren, wird sie abgestoßen (gleiche Ladung-) Zeichen abstoßen).
- Wenn Sie eine negative Testladung in der Nähe platzieren, wird sie angezogen (verschiedene Ladungszeichen ziehen sich an). .
Sie erfahren genau die gleiche elektrische Kraft, nur in entgegengesetzte Richtungen. Ein elektrisches Feld, das eine Ladung drückt , wird in die entgegengesetzte Ladung ziehen.
Die elektrische Kraft hat also offensichtlich eine Richtung. Die Leute erfanden dann eine Richtung für das Feld selbst und sagten, dass es keine Rolle spielt, was wir wählen, also wählen wir einfach seine Richtung so, dass sie der elektrischen Kraft in einer positiven Ladung entspricht. Daher zeigen Feld und Kraft bei einer positiven Ladung immer in die gleiche Richtung und bei einer negativen Ladung entgegengesetzt. Es ist reine Konvention .
Kommentare
- Danke. Ich hoffe, es gibt keine ' mehr " Konventionen " im Elektromagnetismus schwitzt .
Schreibe einen Kommentar