In questo articolo, discuteremo della forza elettrostatica e di come dipende in modo esaustivo dalla distanza.
Una forza tra le due particelle cariche è nota come forza elettrostatica e la forza della forza dipende dalla quantità di carica trattenuta dalla particella e dalla distanza che la separa dall'altra particella carica.
Grafico della forza elettrostatica e della distanza
La forza elettrostatica tra le due cariche a riposo è data dalla relazione:-
Mi=1/4πɛ (q1q2/r2)
Se la distanza tra le due cariche aumenta, la forza elettrostatica tra le cariche simili diminuirà e quella tra le cariche diverse la forza elettrostatica aumenterà espandendo la distanza tra le due cariche.
Se le due cariche sono uguali allora il prodotto delle due cariche sarà positivo e quindi la forza elettrostatica sarà positiva.
All'aumentare della distanza tra le due cariche, la forza inizialmente diminuirà bruscamente e poi gradualmente diminuirà ulteriormente. Pertanto, il grafico sopra mostra una curva esponenziale.
Per saperne di più su Il campo elettrico tra due piastre: formula, magnitudo, direzione, imp.
Esempio: Considera due cariche q1 e q2 con cariche rispettivamente di 1C e 2C. Scopri che la variazione della forza elettrostatica tra queste due cariche è la distanza tra i due cambiamenti, quindi traccia il grafico.
Dato: q1 = 1C
q2 = 2C
A d=1 cm
E1=1/4πɛq1q2/r2
E1= 9 * 109*{1C*2C/(1)2}
= 9 * 109*2=18*109N
A d=2 cm
E2=1/4πɛ(q1q2/r2)
E2= 9 * 109*(1C*2C/(2)2)
E2= 9 * 109*fraz{2/4}
=9* 109*0.5=4.5*109 N
A d=3 cm
E3= 1/4πɛ(q1q2/r2)
= 9 * 109*(2/9)
=2* 109 N
A d=4 cm
E4= 1/4πɛ(q1q2/r2)
E4= 9 * 109*{1C*2C/(4)2}
= 9 * 109*{2/16}
= 1.125 * 109 N
A d=5 cm
E5= 1/4πɛ(q1q2/r2)
E5= 9 * 109*{1C* 2C/(5)2}
= 9 * 109*{2/25}
= 0.72 * 109N
Ora tracciamo il grafico per quanto sopra
Abbiamo,
| Distanza (cm) | Forza elettrostatica (× 109 N) |
| 1 | 18 |
| 2 | 4.5 |
| 3 | 2 |
| 4 | 1.125 |
| 5 | 0.72 |
Pertanto, è chiaro che il forza elettrostatica diminuirà esponenzialmente con l'espansione della distanza se le due cariche sono come particelle cariche.
Inoltre, vediamo la relazione tra la forza elettrostatica e la distanza se le due cariche sono dissimili. Sappiamo molto bene che le due cariche diverse mostrano le forze di attrazione l'una verso l'altra, e quindi questa forza aumenterà se la distanza tra loro aumenta e il grafico apparirà come mostrato di seguito:-
Il prodotto di una particella caricata negativamente e una particella caricata positivamente darà un prodotto negativo e quindi la forza elettrostatica è negativa. All'aumentare della distanza che separa i due, la forza di attrazione tra i due aumenterà per ogni quadrato di distanza.
Capiamo perché il grafico mostra una curva esponenziale anche in questo caso, facendo un semplice esempio riportato di seguito.
Esempio: Considera due cariche q1 e q2 con cariche rispettivamente di -1C e 2C. Trova la forza elettrostatica con la distanza variabile che separa le due particelle cariche e quindi traccia il grafico per le stesse.
Dato: q1 = -1C
q2 = 2C
A d=1 cm
E5= 1/4πɛ(q1q2/r2)
E5= 9 * 109*{-1C*2C/(1)2}
= 9 * 109 * (-2)=-18*109N
A d=2 cm
E2= 1/4πɛ(q1q2/r2)
E2= 9 * 109*{-1C*2C/(2)2}
E2=9* 109*{-2/4}
= 9 * 109(-0.5)=-4.5*109N
A d=3 cm
E3= 1/4πɛ(q1q2/r2)
E3= 9 * 109*{-1C*2C/(3)2}
= 9 * 109*{-2/9}
= -2 * 109 N
A d=4 cm
E4= 1/4πɛ(q1q2/r2)
E4=9* 109*{-1C*2C/(4)2}
= 9 * 109*{-2/16}
= -1.125 * 109N
A d=5 cm
E5= 1/4πɛ(q1q2/r2)
E5= 9 * 109*{-1C*2C/(5)2}
= 9 * 109*{-2/25}
= -0.72 * 109N
Ora tracciamo il grafico per quanto sopra
Abbiamo,
| Distanza (cm) | Forza elettrostatica (× 109 N) |
| 1 | all'18 ottobre |
| 2 | all'4.5 ottobre |
| 3 | -2 |
| 4 | all'1.125 ottobre |
| 5 | all'0.72 ottobre |
Quindi, è chiaro dal grafico che all'aumentare della distanza tra le due cariche a differenza, la forza elettrostatica aumenta insieme alla distanza.
Per saperne di più su La forza elettrostatica è conservativa: approfondimenti esaustivi.
In che modo la forza elettrostatica e la distanza sono correlate?
La forza elettrostatica è correlata ad una distanza dalla relazione E= 1/4πɛ(q1q2/r2)
La forza di attrazione tra i due aumenterà se separiamo le due cariche e la forza di repulsione aumenterà se le cariche sono poste una vicino all'altra.
La forza elettrostatica dipende principalmente dalla carica delle particelle a seconda della forza di attrazione o repulsione che entra nell'immagine. Si basa completamente sulla carica della particella e sulla distanza.
Per saperne di più su Forza elettrostatica netta: come trovare, problemi e domande frequenti.
Problema: tre particelle cariche sono separate da una distanza con cariche diverse, come mostrato nella figura seguente. Calcola la forza elettrostatica sulla carica Q1.
La forza elettrostatica tra la carica Q1 e Q2 is
E1=1/4πɛ0(q1q2/r2)
= 9 * 109*{1C*3C/(2)2}
= 9 * 109*{3/4}
= 6.75 * 109N
La forza elettrostatica tra la carica Q1 e Q3 is
E2=1/4πɛ0(q1q2/r2)
= 9 * 109*{1C*(-2)/(3)2}
= 9 * 109* {(-2)/9}
= -2 * 109N
Quindi il forza netta che agisce sul punto
F=E1+ E2
=(6.75-2)*109
= 4.75 * 109N
La forza netta sulla carica puntiforme Q1 è 4.75 × 109 N.
Per saperne di più su Esempi di forza elettrica: esempi esaustivi.
La forza elettrostatica aumenta con la distanza?
La forza elettrostatica aumenta con la distanza se le due cariche elettriche mantenute sono dissimili.
Poiché la forza elettrostatica è inversamente correlata alla distanza che separa le due cariche elettriche, la forza di attrazione aumenterà quando questa distanza si allungherà in misura sempre maggiore.
Questo non è il caso tra le accuse ripugnanti. Se la distanza che separa le due cariche elettriche aumenta, questa forza di repulsione tra le due cariche diminuirà. Quindi, nel caso di cariche simili, la forza elettrostatica diminuirà al diminuire del divario tra le due cariche elettriche.
Per saperne di più su Forza sulla carica in movimento nel campo elettrico: diversi approcci ed esempi di problemi.
In che modo la distanza aumenta la forza?
La forza aumenta se si riduce la distanza tra cariche simili e si estende tra cariche diverse.
La forza di attrazione tra le due cariche dissimili aumenta se aumenta la distanza che separa le due cariche, e la forza elettrostatica repulsiva sarà maggiore quando le due cariche simili saranno molto vicine tra loro, cioè se la distanza tra le due cariche sarà essere minimo.
Come funziona la forza elettrostatica?
Una forza di attrazione o repulsione tra le due cariche è chiamata forza elettrostatica.
La forza elettrostatica dipende direttamente dalla carica che una particella trasporta a seconda del numero di protoni ed elettroni costituiti dalla particella.
A seconda di una carica c'è una forza di attrazione o repulsione tra le due cariche separate da una certa distanza. Le cariche diverse mostrano la forza di attrazione elettrostatica quando i portatori di elettroni nella particella si attraggono verso la particella che ha i portatori massimi dei protoni che sono caricati positivamente perché gli elettroni possono riempire gli spazi vuoti nella particella caricata positivamente.
Bene, cariche simili applicheranno una forza l'una sull'altra per respingere il contrario. Questo perché due particelle cariche positivamente avranno il numero massimo di protoni e quindi si allontaneranno se non c'è disponibilità di elettroni. Lo stesso vale quando due cariche sono caricate negativamente e hanno un numero maggiore di elettroni, la particella non prenderà più un numero di elettroni, quindi non mostra attrazione l'una verso l'altra.
Per saperne di più su Elettrostatica.
Domande frequenti
Qual è il potenziale elettrostatico?
Il potenziale delle cariche elettriche per fare il lavoro o per portare a termine il lavoro definisce il potenziale elettrico di quella carica.
Il potenziale elettrostatico è l'energia richiesta per portare una particella carica da una posizione infinita a una distanza finita mediante l'applicazione della forza elettrostatica tra la carica puntiforme e quella particella a una distanza infinita.
In che modo il potenziale elettrico è diverso dalla forza elettrica?
Il potenziale elettrico è l'energia di una particella mentre la forza elettrica è una forza imposta a causa di due o più particelle cariche.
L'energia necessaria a una particella carica per fare il lavoro è chiamata potenziale elettrico e, al contrario, la forza acquisita tra le due particelle cariche è la forza elettrica.
Cos'è l'elettrostatica?
Il termine elettrostatica si occupa dei portatori di carica elettrica e delle loro caratteristiche.
C'è sempre una forza di attrazione e repulsione che dipende dal numero di portatori di carica nella particella che è nota come forza elettrostatica.
Leggi anche:
- Esempi di forza conservativa
- Campo e forza magnetica
- Il campo magnetico e la forza magnetica sono uguali?
- Punto di ebollizione e forze molecolari
- Forza gravitazionale della luna
- Esempi di forza centrale
- La forza gravitazionale è una forza centrale
- Esempi di forza nucleare
- La forza netta è un vettore
- La forza di supporto è una forza di contatto
Ciao, sono Akshita Mapari. Ho fatto il M.Sc. in Fisica. Ho lavorato su progetti come la modellazione numerica dei venti e delle onde durante i cicloni, la fisica dei giocattoli e le macchine da brivido meccanizzate nei parchi di divertimento basati sulla meccanica classica. Ho seguito un corso su Arduino e ho realizzato alcuni mini progetti su Arduino UNO. Mi piace sempre esplorare nuove zone nel campo della scienza. Personalmente credo che l'apprendimento sia più entusiasmante quando appreso con creatività. Oltre a questo mi piace leggere, viaggiare, strimpellare la chitarra, individuare rocce e strati, fotografare e giocare a scacchi.