Известно, что потенциальная энергия тела (заряда) может изменяться за счет работы по перемещению тела, совершаемой консервативной силой, действующей со стороны полям:
dA dWp
.
В электростатическом поле на заряд q со стороны поля действует
сила Кулона
F qE
. Тогда работа dA, совершаемая электрическим полем
E
, равна работе силы Кулона при малом перемещении
dl
в пространстве заряда q (рис. 3)
dA (F dl ) q(E dl ) q(E dx E dy E dz)
x y z
.
Работа dA, совершаемая потенциальным полем, приводит к изменению потенциальной энергии dWp заряженного тела
dz
z
dy
y
dx
x
dA dWp qd q .
Из сопоставления этих выражений для работы dA видно, что связь
между напряженностью и потенциалом электростатического поля имеет
вид
x
Ex
,
y
Ey
,
z
Ez
или
E grad
.
Градиент (grad) скалярной
функции – это вектор, направленный в
сторону наиболее быстрого возрастания функции, равный по модулю производной от функции по этому
направлению. Следовательно, напряженность электрического поля
направлена в сторону наиболее
быстрого убывания потенциала.
Единицы измерения потенциала: В (вольт).
Из выражения
dA q(E dl )
следует, что работа по перемещению
заряда вдоль линии напряженности электрического поля
E dl
||
максимальна
dA q E dl . А работа по перемещению заряда перпендикулярно
напряженности электрического поля
E dl
минимальна
dA 0.
Интегрируя выражение
dA q(E dl ) qd
Потенциальная энергия уменьшается, кинетическая в начальный момент растет, потом не меняется.
Объяснение:
Потенциальная от слова потенция или возможность, а кинетическая от слова кинетика или движение.
Представте вместо пузырька шарик для настольного тенниса. Когда он на дне на него действует Сила Архимеда, которая больше силы тяжести. Выходит для шарика возможность - это движение вверх. Как только он начинает движение эта возможность начинает уменьшаться и когда он достигнет поверхности возможность станет равна нулю. С кинетической происходит обратный процесс. Сначала шарик без движения (кинетика ноль), потом он начинает ускоренно подниматься, но поскольку он поднимается в вязкой среде (в воде), то наступает момент когда он перестает ускорятся (выталкивающая сила сравнивается с силой трения шарика о воду) и движется равномерно. Поэтому после момента уравнивания этих сил кинетическая энергия остается постоянной, а часть энергии уходит в тепло (трение шарика о воду).
Энергия – это то, без чего невозможно существование не только человека, но и всего живого на земле. Поэтому вопросы, связанные с использованием различных источников энергии и их воздействия на окружающую среду будут стоять перед человечеством всегда. И если вопрос возобновляемости таких источников рано или поздно будет решен, то проблемы влияния на экологию планеты создаваемых людьми энергетических систем, будь то гидроэлектростанции, атомная энергетика или солнечные батареи вряд ли когда-нибудь потеряют свою актуальность.
Объяснение: