Ujemny ładunek przesuwany ku mniejszemu potencjałowi
Na przykładowej mapie przesuń ładunek −2 nC od punktu na linii 6 V do punktu na linii 2 V. Zaznacz przesunięcie i siłę pola. Oblicz pracę pola i zmianę energii potencjalnej.
Dalsze części: b) Jaka jest praca pola przy drodze najpierw wzdłuż linii 6 V, a potem do 2 V? c) Jaką pracę wykona czynnik zewnętrzny, jeśli energia kinetyczna wzrośnie dodatkowo o 3 nJ?
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
W tym zadaniu
Wskazówka
Siła na ujemny ładunek jest przeciwnie do pola.
Rozwiązanie
Siła przeciwna przemieszczeniu
Przesunięcie zaznaczamy w prawo, siłę pola w lewo. Praca pola wynosi (−2 nC)·(6−2 V)=−8 nJ, a energia potencjalna wzrasta o 8 nJ. To zgodne z ruchem przeciwnym do siły. Bez założenia powolnego przesuwania nie wolno automatycznie przypisać zewnętrznej pracy +8 nJ; mogła się dodatkowo zmienić energia kinetyczna.
Inna droga tych samych końców
Odcinek wzdłuż 6 V ma zerową pracę pola. Odcinek do 2 V daje−8 nJ, więc suma jest taka sama jak wcześniej. Elektrostatyczna praca nie zależy od długości narysowanej łamanej; zależy od końców i znaku ładunku.
Bilans z przyrostem energii ruchu
Wzew+Wpola=ΔEk. Zatem Wzew−8 nJ=3 nJ, czyli Wzew=11 nJ. Część zwiększa energię potencjalną, reszta kinetyczną. Odpowiedź+8 nJ byłaby poprawna tylko przy niezmienionej energii kinetycznej i braku dodatkowych oddziaływań. Warunek ruchu trzeba podać, a nie domyślać się go z rysunku.
Powiązana teoria
Mapa potencjału: od odczytów napięcia do linii pola
Dalsza lektura
Najpierw spróbuj samodzielnie. Zapisz dane, wybierz prawa fizyczne i sprawdź jednostki. Przejdź do zadań ze sprawdzaniem odpowiedzi »
← Wróć do działu: Zadania Do góry ↑
Komentarze (0)
Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.
RSS komentarzy · Powiadomienia e-mail
Dodaj komentarz
Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto