Потенциальная энергия тела в однородном поле тяготения
Автор Ops ops задал вопрос в разделе Естественные науки
Объясните простым языком потенциальную энергию заряженного тела в однородном поле? и получил лучший ответ
Ответ от Инженер-констриктор[гуру]
Да что там разбирать?
Есть у тебя булыжник, ты его поднимаешь в (условно) однородном гравитационном поле Земли - для этого увеличиваешь его потенциальную энергию. Потом можно его уронить и он эту энергию отдаст (в виде удара по ноге, например) .
Абсолютно то же самое с зарядами - они "падают" от плюса к минусу, или от минуса к плюсу (зависит от заряда).
Ответ от Владимир Смольский[гуру]
Все оч. просто, только надо твердо знать основные правила. Полезно помнить аналогию с пот. энергией в поле тяжести Земли.
1) Важно помнить!! ! Физическим смыслом обладает не значение Пот. Эн. , а ее изменение. Это как длина отрезка. Координаты (концов отрезка зависят от системы отсчета (положения начала декартовых координат) . Выбрали новое положение начала координат - координаты концов отрезка изменились. А длина отрезка (разность координат концов) от системы отсчета не зависят!!! !
Также и с Пот. Энергией. Решая задачу "с летящими кирпичами" мы можем сами выбрать ту высоту на которой Пот. Энергия считается равной нулю. Этот выбор следует делать удобным, чтобы проще считать. Это может быть уровень Земли (кидаем камень вверх, с 4-го этажа бросаем пианино на землю) , или пол в комнате на 11-ом этаже (со стола падает ноутбук) .
В электростатике тоже самое - перемещение заряда из одной точки в другую в поле неподвижных зарядов.
Работа внешних чил = изменению Пот. Энергии
(работа поля = работа внешних сил со знаком минус) .
Работа внешних сил положительна - Пот. Энергия увеличивается, отрицательна - уменьшается.
Аналогия - закатываешь бочку на горку. Ты - внешняя сила. Толкаешь в направлении перемещения - совершаешь положительную работу. Чем выше закатил бочку, тем больше ее ПЭ (Пот. Энергия) . Спускаешь бочку аккуратно с горки. Ты ее придерживаешь - сила противоположна перемещению, совершаешь отрицат. работу, чем ниже бочка, тем меньше ПЭ.
Однородное поле - сила на заряд в любой точке по величине и направлению одинакова - как и притяжение к Земле. Все аналогично - вместо F=mg, берем F=qE. Вместо высоты и горизонтальной поверхности - плоскости перпендикулярные направлению поля и расстояния между ними.
2) Для неоднородного поля тоже все просто. Важно знать. В электростатике за нулевой уровень энергии принята бесконечность. Т. е. есть поле создаваемое группой заряженных тел. Считается, что заряд, удаленный от этой группы на бесконечность имеет нулевую ПЭ. И ПЭ какого-то заряда в некоторой точке поля - это работа внешних сил по перемещению этого заряда из бесконечности в эту точку.
Заряды могут отталкиваться или притягиваться - поэтому перемещая заряд из бесконечности (там ПЭ=0) внешняя сила (это ты с бочкой) или "толкает" заряд вперед (преодолевая отталкивание зарядов) или "придерживает" заряд (сопротивляясь притяжению - спускаем бочку с горки) , т. е. совершаем или положительную или отрицательную работу. Соответственно, ПЭ в выбранной точке поля может быть и положительной, и отрицательной.
Важно усвоить смысл потенциала поля в некоторой точке. Это работа внешних сил по перемещению единичного ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО заряда из точки, потенциал которой принят равным нулю (обычно бесконечность) в данную точку поля.
Другие детали - смотри учебник, справочник, Википедию
Все оч. просто, только надо твердо знать основные правила. Полезно помнить аналогию с пот. энергией в поле тяжести Земли.
1) Важно помнить!! ! Физическим смыслом обладает не значение Пот. Эн. , а ее изменение. Это как длина отрезка. Координаты (концов отрезка зависят от системы отсчета (положения начала декартовых координат) . Выбрали новое положение начала координат - координаты концов отрезка изменились. А длина отрезка (разность координат концов) от системы отсчета не зависят!!! !
Также и с Пот. Энергией. Решая задачу "с летящими кирпичами" мы можем сами выбрать ту высоту на которой Пот. Энергия считается равной нулю. Этот выбор следует делать удобным, чтобы проще считать. Это может быть уровень Земли (кидаем камень вверх, с 4-го этажа бросаем пианино на землю) , или пол в комнате на 11-ом этаже (со стола падает ноутбук) .
В электростатике тоже самое - перемещение заряда из одной точки в другую в поле неподвижных зарядов.
Работа внешних чил = изменению Пот. Энергии
(работа поля = работа внешних сил со знаком минус) .
Работа внешних сил положительна - Пот. Энергия увеличивается, отрицательна - уменьшается.
Аналогия - закатываешь бочку на горку. Ты - внешняя сила. Толкаешь в направлении перемещения - совершаешь положительную работу. Чем выше закатил бочку, тем больше ее ПЭ (Пот. Энергия) . Спускаешь бочку аккуратно с горки. Ты ее придерживаешь - сила противоположна перемещению, совершаешь отрицат. работу, чем ниже бочка, тем меньше ПЭ.
Однородное поле - сила на заряд в любой точке по величине и направлению одинакова - как и притяжение к Земле. Все аналогично - вместо F=mg, берем F=qE. Вместо высоты и горизонтальной поверхности - плоскости перпендикулярные направлению поля и расстояния между ними.
2) Для неоднородного поля тоже все просто. Важно знать. В электростатике за нулевой уровень энергии принята бесконечность. Т. е. есть поле создаваемое группой заряженных тел. Считается, что заряд, удаленный от этой группы на бесконечность имеет нулевую ПЭ. И ПЭ какого-то заряда в некоторой точке поля - это работа внешних сил по перемещению этого заряда из бесконечности в эту точку.
Заряды могут отталкиваться или притягиваться - поэтому перемещая заряд из бесконечности (там ПЭ=0) внешняя сила (это ты с бочкой) или "толкает" заряд вперед (преодолевая отталкивание зарядов) или "придерживает" заряд (сопротивляясь притяжению - спускаем бочку с горки) , т. е. совершаем или положительную или отрицательную работу. Соответственно, ПЭ в выбранной точке поля может быть и положительной, и отрицательной.
Важно усвоить смысл потенциала поля в некоторой точке. Это работа внешних сил по перемещению единичного ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО заряда из точки, потенциал которой принят равным нулю (обычно бесконечность) в данную точку поля.
Другие детали - смотри учебник, справочник, Википедию
Ответ от 3 ответа[гуру]
Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Объясните простым языком потенциальную энергию заряженного тела в однородном поле?
спросили в Техника Потенция
Электрический потенциал
Образное представление потенциала и напряженности эл. поля.
представь себе конденсатор,
подробнее...
Электрический потенциал
Образное представление потенциала и напряженности эл. поля.
представь себе конденсатор,
подробнее...