Потребность в изменении давления встречается как в природе, так и в технике. Например, сельскохозяйственная техника снабжается широкими колесами или гусеницами, чтоб оказывать меньшее давление на плодородный слой почвы, уменьшение давления здесь достигается за счет большой площади колес (гусеницы). Дома устанавливают на фундамент, чтобы уменьшить давление на грунт, здесь также снижение давления наблюдается за счет увеличения площади опоры. Увеличение давления можно наблюдать на примере остро заточенного ножа или швейной иголки, здесь увеличение давления достигается за счет уменьшения площади режущей кромки ножа и кончика иглы. В природе увеличение давления также достигается за счет уменьшения площади, например жало пчелы, шипы розы, кошачьи когти и т.д.
Согласно закону Кулона сила взаимодействия двух точечных
зарядов в вакууме пропорциональна их величинам q1 и q2 и обратно
пропорциональна квадрату расстояния между ними r. Она
направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды. Заряды
одного знака отталкиваются, а противоположных знаков –
притягиваются. Если заряды помещены в однородную жидкую
или газообразную диэлектрическую среду, то сила
взаимодействия между ними ослабляется в ε раз, где ε –
относительная диэлектрическая проницаемость среды. С учётом
этого закон Кулона для силы, действующей на второй заряд со
стороны первого, может быть записан в виде (в системе единиц СИ):
r r
q q r
F
2
1 2
0
21 4
1
, (6.1)
где r – радиус-вектор, проведенный от первого заряда ко
второму, ε0 = 8,85∙10-12 Ф/м – электрическая постоянная.
Взаимодействие неподвижных зарядов осуществляется
посредством электрического поля. Его основной количественной
характеристикой является вектор напряжённости, который
определяется для данной точки поля (r) как отношение силы,
действующей на пробный точечный заряд, помещенный в эту точку, к
величине заряда qпр:
E(r) =
пр q
F(r)
. (6.2)
Отсюда, очевидно, можно найти силу, действующую со стороны
поля на любой точечный заряд q, оказавшийся в данной точке поля:
6. Закон Кулона ...
80
F(r) = qE(r). (6.3)
В вакууме для электрических полей выполняется принцип
суперпозиции, согласно которому напряженность электрического
поля, создаваемого группой N зарядов в данной точке равна
векторной сумме напряжённостей электрических полей,
созданных каждым из зарядов в этой точке по отдельности:
E(r) =
N
i
i
1
E . (6.4)
Для системы N точечных зарядов напряженность результирующего поля в вакууме равна:
i
i
N
i i
i
r r
q r
E
1
2
4 0
1
, (6.5)
где ri - радиус-вектор, проведенный от заряда с номером i в точку
наблюдения поля.
Для нахождения напряженности электрического поля,
созданного протяженными заряженными телами, необходимо
разбить их на малые элементы, являющиеся точечными
зарядами. В этом случае заряд распределен непрерывно, и в
выражении (6.5) сумма переходит в интеграл. Для одномерных
заряженных тел (стержни, нити) удобно использовать понятия
линейной плотности заряда:
dl
dq . (6.6)
Напряжённость в интересующей нас точке равна в этом случае:
dl
r r L
r
E 2
4 0
1
. (6.7)
Интегрирование ведется по всем элементам dl вдоль заряженной
нити (L). При распределении заряда по поверхности или объему
Объяснение:
20/5=4 - модуль скорости. направление движения влево по прямой. т.е. в сторону минуса)