Elektros krūvių sąveika

Paveikslėlyje pavaizduoti du įkrauti rutuliukai ir bandomasis krūvis B. Kortelėje nurodyti krūvių dydis ir kūno masė. Naudodami šiuos duomenis atlikite užduotis ir atsakykite į klausimus.

1 Koks yra atstumas tarp rutuliukų centrų?

2 Kokia jėga rutuliukų krūviai sąveikauja vienas su kitu?

3 Sąsiuvinyje nubraižykite kamuoliukų vietą ir bandomąjį krūvį q, apskaičiuokite ir pasirinktoje skalėje nubrėžkite tempimo vektorius. elektrinis laukas taške B iš kiekvieno įkrauto rutulio raskite viso vektoriaus dydį ir kryptį šiame lauko taške.

4 Kokia jėga elektrinis laukas veikia bandomąjį krūvį, esantį taške B?

5 Kokį pagreitį gauna kūnas su bandomuoju krūviu q? (Kūno svoris nurodytas ant kortelės.)?

6 Pagal skalę nustatykite rutuliukų spindulį ir apskaičiuokite rutuliukų potencialą kilovoltais.

7 Apskaičiuokite elektrinio lauko potencialus taškuose B ir C.

8 Kiek darbo turi atlikti išorinės jėgos, kad bandomasis krūvis q būtų perkeltas iš taško B į tašką C?

1 variantas

2 variantas

3 variantas

4 variantas

5 variantas

6 variantas

7 variantas

8 variantas

9 variantas

10 variantas

1 Atstumas tarp rutulio centrų:

2 Sąveikos jėgos modulis tarp krūvių q 1 ir q 2:

3 Elektrinio lauko stiprio modulis taške B:

Pavaizduokime įtempimo vektorius brėžinyje pagal mastelį: langelio kraštinė lygi . Sukonstruokime įtempimo vektorių. Jo kryptis nurodyta brėžinyje, o modulis apskaičiuojamas:

4 Jėgos, kuria laukas veikia bandomąjį krūvį q taške B, dydis:

5 Pagreičio modulis taške B bus:

Nubrėžkime apytikslę elektrinio lauko stiprumo liniją per tašką B. Ši linija turi liesti vektoriaus kryptį ir statmena rutulio, turinčio krūvį q 2, paviršiui. Kadangi tai yra teismo procesas teigiamas krūvis q artėja neigiamas krūvis q 2 , tada jėga ir pagreitis padidės judant krūviui q.

6 Rutulių, turinčių krūvius q 1 ir q 2, potencialai. SI vienetais, nustatomi pagal formulę: Kur vienetų SI tada

Kortelė rodo plokščias kondensatorius. Nurodytas jo storis. Šalia parodyta kondensatoriaus plokštės forma. Plokštelės matmenys pateikiami milimetrais. Naudodamiesi kortelės duomenimis, atlikite užduotis ir atsakykite į klausimus.

1 Apskaičiuokite aktyvųjį kondensatoriaus plotą.

2 Apskaičiuokite kondensatoriaus elektrinę talpą.

3 Koks lauko stiprumas tarp kondensatoriaus plokščių?

4 Raskite kondensatoriaus plokštės įkrovos dydį.

5 Kokia jėga kondensatoriaus laukas veikia įkrovą q 1, kurio reikšmė nurodyta kortelėje?

6 Kokią elektrinę talpą mikrofaraduose turės 100 lygiagrečiai sujungtų tų pačių kondensatorių, jei atstumas tarp plokščių sumažinamas iki 0,1 mm, o tarp jų dedamas tokio pat storio žėrutis. Žėručio dielektrinė konstanta laikoma lygi 6.

Aiškinamasis raštas

Šios serijos kortelės padės mokiniams geriau susipažinti su naujomis elektrostatikos sąvokomis. Be to, ugdomi problemų sprendimo, matavimo vienetų konvertavimo, skaičiavimo skaičiuotuvu įgūdžiai.

Darbo su kortelėmis metodika

Kortelės dizaine pavaizduoti du metaliniai rutuliai, turintys elektros krūvius. Šių mokesčių vertės nurodytos kortelėse. Norint rasti kamuoliukų dydžius ir atstumą tarp jų (jų centrų), naudojamas languotas tinklelis. Kiekviena kortelė nurodo šio tinklelio langelio kraštinės ilgį. Kortelėse taip pat nurodoma rutulio masė, ant kurios yra bandomasis krūvis taške B, ir šio krūvio dydis.

Supažindinus studentus su Kulono dėsniu, rekomenduojama įdėti savarankiškas darbas su kortelėmis. Siūlomi pirmieji du klausimai. Atstumai skaičiuojami pagal atitinkamos skalės langelių ilgį, naudojant Pitagoro teoremą.

Antrą kartą pravartu naudotis kortelėmis išstudijavus elektrinio lauko stiprumo sampratą. Siūlome studentams 3, 4, 5 klausimus. Mokiniai savo sąsiuvinyje turėtų nupiešti visų krūvių vietą (su kvadratu) ir pasirinktoje skalėje nubrėžti vektorius. Ir ir jų bendras vektorius. Įdomu paprašyti mokinių piešti apytikslė vietaįtempimo linija, einanti per tašką B.

Jei norite, galite vienu metu užduoti 1-5 klausimus.

Kortelių „Elektros įkrovų sąveika“ klausimai

1. Koks atstumas tarp rutuliukų centrų?
2. Su kokia jėga kamuoliukų krūviai sąveikauja tarpusavyje?
3. Apskaičiuokite kiekvieno krūvio sukuriamą lauko stiprumą taške B. Užrašų knygelėje nubrėžkite rutuliukų vietą ir patikrinkite įkrovą q. Pasirinktoje skalėje nubrėžkite kiekvieno krūvio sukurtus intensyvumo vektorius taške B. Raskite viso intensyvumo vektoriaus dydį ir kryptį šiame lauko taške. Nubrėžkite apytikslę įtempimo linijos, einančios per tašką B, vietą.
4. Kokią jėgą elektrinis laukas veikia bandomąjį krūvį q, esantį taške B?
5. Kokį pagreitį įgyja kūnas, kurio bandomasis krūvis q ir masė m?
6. Pagal skalę nustatykite rutuliukų spindulius ir apskaičiuokite jų potencialą.
7. Nustatykite elektrinio lauko potencialus taškuose B ir C.
8. Kiek darbo turi atlikti išorinės jėgos, kad bandomasis krūvis q judėtų iš taško B į tašką C?

8 kortelės sprendimo pavyzdys

1. Atstumas tarp rutulio centrų:

10, r = 10 cm = 0,1 m

1. Sąveikos jėgos modulis tarp krūvių q 1 ir q 2:

1. Elektrinio lauko stiprio modulis taške B:

Pavaizduokime įtempimo vektorius Ir brėžinyje pagal mastelį (žr. paveikslėlį)

Sukurkime įtampos vektoriųJo kryptis nurodyta brėžinyje, o modulis apskaičiuojamas:

Per tašką B nubrėžkime apytikslę elektrinio lauko stiprumo liniją. Ši linija turi liesti vektoriaus kryptįir yra statmenas rutulio, turinčio krūvį q, paviršiui 2 .

1. Jėgos, kuria laukas veikia bandomąjį krūvį q taške B, dydis:

1. Pagreičio modulis taške B bus:

1. Potencialai rutuliuose su krūviais q 1 ir q 2:

1. Potencialai taškuose B iš krūvių q 1 ir q 2 bus tiek kartų mažesnis už rutulių potencialą, kiek atstumas nuo rutulių centrų iki šio taško daugiau spindulių kamuoliukus. IN šiame pavyzdyje atitinkamai 8 ir 6 kartus. Taigi bendras potencialas taške B yra lygus:

Potencialas taške C iš tų pačių krūvių nustatomas pirmiausia nustatant atstumus nuo rutulių iki šio taško.

13,6 cm = 0,136 m

8,06 cm = 0,081 m

1. Darbas išorinės jėgos, reikalingas bandomajam įkrovimui q perkelti iš taško B į tašką C:

J

Programuoto pratimo pavyzdys

Klausimai:

1. Sferos su krūviu q potencialas 1, V
2. Sferos su krūviu q potencialas 2, V
3. Potencialas taškuose B, B
4. Potencialas taškuose C, B
5. Dirbkite, kad perkeltumėte krūvį q iš taško į tašką C, μJ

1, 3, 5, 7, 9 kortelių atsakymai

Kodas, kurį reikia patikrinti:

№1 – 25 431

№3 – 23 512

№5 – 34 125

№7 – 51 243

№9 – 12 354

2, 4, 6, 8, 10 kortelių atsakymai

Kodas, kurį reikia patikrinti:

№2 – 53 241

№4 – 42 513

№6 – 31 425

№8 – 25 134

№10 – 14 352

Taikymas

Padariau, ką galėjau

• Padariau, ką galėjau

• tegul kiti daro geriau.

• I. Niutonas.

• . Suformuluokite visuotinės gravitacijos dėsnį ir užrašykite formulę, išreiškiančią dydžių ryšį.

• 2. Ištirkite gravitacinės konstantos fizikinę esmę.

• 3. Visuotinės gravitacijos dėsnio taikymo ribos

• 4. Išmokite spręsti problemas taikydami visuotinės gravitacijos dėsnį.

Kas bus, jei...?

• Kas bus, jei...?

• Mes išmetėme bagažą iš rankų...

• Mes išmetėme kamuolį į viršų...

• Metėme lazdą horizontaliai...

M. Lomonosovas

• M. Lomonosovas

• Anglų mokslininkas Izaokas Niutonas pirmasis suformulavo visuotinės gravitacijos dėsnį

• - ilgo nuotolio; - jiems nėra kliūčių; - nukreipta išilgai tiesia linija, jungiančia kūnus; - vienodo dydžio; - priešinga kryptimi.

Taikoma formulė:

• Taikoma formulė:

• - jei kūnų dydžiai yra nežymiai maži, palyginti su atstumu tarp jų;

• - jei abu kūnai yra vienarūšiai ir sferinės formos;

Taikoma formulė:

• Taikoma formulė:

• - jei vienas iš sąveikaujančių kūnų yra rutulys, kurio dydis ir masė yra žymiai didesni nei antrojo kūno

Užduotis Nr.1

• Užduotis Nr.1

• Apskaičiuokite universaliosios gravitacijos jėgą tarp dviejų prie to paties stalo sėdinčių mokinių.

• Mokinių masė – 50 kilogramų, atstumas – vienas metras.

• Gauname jėgą, lygią 1,67*10 -7 N .

• Jėga tokia nereikšminga, kad net siūlas nenutrūks.

• Su kokia jėga tetos Mašos ožką traukia kopūstai Baba Glasha sode, jei jis ganosi 10 metrų atstumu nuo jos? Ožkos Griškos svoris – 20 kg, o šiemet kopūstas užaugo didelis ir sultingas, jo svoris – 5 kg.

• Koks atstumas tarp rutuliukų, kurių kiekvienas sveria po 100 kg, jei vienas kitą traukia 0,01 N jėga?

DUOTA: Sprendimas:

• DUOTA: Sprendimas:

• m1=m2 =100kgIš visuotinio dėsnio

• gravitacija:

• F= 0,01N F= G*m1m2/ R2

• _____________ Išreikškime atstumą:

• R -? R = (G*m1m2/ F) ½

• Paskaičiuokime:

• R = (6,67 * 10 -11 Nm2 / kg2 * 100 kg * 100 kg / 0,01 N) 1/2

• R = 8,2*10-3 m

• Atsakymas : R = 8,2*10-3 m

• Du vienodi rutuliai yra 0,1 m atstumu vienas nuo kito ir traukia 6,67 * 10 -15 N jėga. Kokia kiekvieno rutulio masė?

DUOTA: Sprendimas:

• DUOTA: Sprendimas:

• m1=m2 = mIš visuotinio dėsnio

• R = 0,1 m gravitacija:

• F= 6,67*10 -15N F= G*m1m2/ R2

• _____________ Išreikškime kūnų masę:

• m-? m = (F*R2/G) ½

• Paskaičiuokime:

• m= (6,67*10-15 N *0,01m2/6,67*10-11Nm2/kg2)1/2

• m= 0,001 kg

• Atsakymas: m= 0,001 kg

• Visuotinės gravitacijos dėsnio atradimas leido paaiškinti daugybę žemės ir dangaus reiškinių:

• kūnų judėjimas, veikiamas gravitacinių jėgų, netoli Žemės paviršiaus;

• Saulės sistemos planetų ir jų natūralių bei dirbtinių palydovų judėjimas;

• kometų ir meteorų trajektorijos;

• atoslūgių ir atoslūgių reiškinys;

• paaiškintos galimos dangaus kūnų trajektorijos;

• buvo skaičiuojami saulės ir mėnulio užtemimai, apskaičiuotos planetų masės ir tankiai

Apibendrinkime:

• Apibendrinkime:

• įsteigtas Niutonas

• Ką visų kūnų Visatoje abipusiai traukia vienas kitą.

• Visų kūnų tarpusavio trauka vadinama universalioji gravitacija - gravitacinė jėga.

15 dalis, 15 pratimas (3; 5)

• 15 dalis, 15 pratimas (3; 5)