Können zwei geladene Teilchen Gravitationskräfte aufeinander ausüben?

Betrachten Sie beispielsweise zwei geladene Teilchen Q 1 Und Q 2 beide sind positiv, also erzeugen sie ein elektrisches Feld um sich herum und beide beeinflussen sich gegenseitig.

Ist es möglich, dass beide Teilchen (oder Ladung) um sich herum ein Gravitationsfeld erzeugen, in dem die Intensität mit der Entfernung variiert, wenn dies der Fall ist, dann betrachten Sie ein anderes Beispiel

Angenommen, zwei schwere Massen M 1 Und M 2 sehr kleine Ladungen auf seinen Oberflächen haben, sagen wir D Q 1 Und D Q 2 aber vergleichbar und nicht zu vernachlässigen, also werden sowohl Gravitations- als auch elektrische Felder erzeugt und das eine will abstoßen und das andere anziehen, in diesem Fall ist das System im Gleichgewicht?

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Antworten (5)

Können zwei geladene Teilchen Gravitationskräfte aufeinander ausüben?

Ja. Beispielsweise haben Elektronen sowohl Masse als auch Ladung, sodass sie sich gegenseitig durch Gravitation anziehen und elektrostatisch abstoßen. Ihre Anziehung ist erheblich schwächer als ihre Abstoßung (um etwa 40 Größenordnungen), sodass sie normalerweise ignoriert wird.

Alle Körper nehmen an der gravitativen Wechselwirkung teil, selbst ein Photon mit der Masse 0 wird gravitativ angezogen. Wenn die Körper elektrisch geladen sind, nehmen sie auch an der elektrischen Wechselwirkung teil. Daher ist Ihre Überlegung richtig, wenn auf der einen Seite die Körper gezogen werden, auf der anderen Seite mit gleichen Kräften und in entgegengesetzter Richtung abgestoßen werden, dann werden diese Körper in Ruhe sein.

Natürlich. Gravitation ist universell für alle Teilchen mit Masse, einschließlich geladener Teilchen. Sie ist jedoch im Vergleich zu elektromagnetischen Wechselwirkungen sehr schwach, sodass sie für Berechnungen (für Teilchen ) normalerweise nicht sehr relevant ist.

Bei ausreichend schweren Körpern mit geringen Ladungsmengen ist es umgekehrt: Gravitationskräfte sind relevanter, weil die große Masse die Schwäche der Gravitationskraft ausgleicht.

Wenn die schweren Massen im Vergleich zu geladenen Teilchen proportional geladen wären, würden natürlich wieder elektromagnetische Kräfte dominieren, wodurch die Gravitationskräfte im Vergleich irrelevant würden.

Ja, sie üben sowohl Gravitations- als auch elektrostatische Kräfte aufeinander aus. Und klassischerweise gibt es ein mögliches neutrales Gleichgewicht. Wenn Sie die Partikel in einer Dimension betrachten, getrennt durch R , dann ist die Kraft zwischen ihnen:

F = 1 4 π ϵ 0 Q 1 Q 2 R 2 G M 1 M 2 R 2 = 1 R 2 ( 1 4 π ϵ 0 Q 1 Q 2 G M 1 M 2 )

So F = 0 Wenn

1 4 π ϵ 0 Q 1 Q 2 = G M 1 M 2

Und beachten Sie, dass dies ein neutrales Gleichgewicht ist: Die Nettokraft ist gleich Null R Ist.

Gravitation ist universell. Es gilt für alle Teilchen mit einer gewissen Masse, einschließlich der geladenen Teilchen. Die geladenen Teilchen erzeugen sowohl ein elektrisches Feld als auch ein Gravitationsfeld, und für beide Felder ist die Intensität umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung. Aber aufgrund der Natur der Proportionalitätskonstanten, die in den Ausdrücken von elektrischen und Gravitationsfeldern verwendet werden (nämlich G für Gravitationsfeld u 1 4 π ϵ 0 ), ist die Größe des Gravitationsfeldes gegenüber der des elektrischen Feldes für normale Massen um uns herum fast vernachlässigbar. Wenn die geladenen Teilchen jedoch sehr große Massen, aber eine kleine Ladungsmenge auf sich haben, dann kann die Gravitationskraft zwischen ihnen mit der elektrischen Kraft vergleichbar oder sogar größer werden, weil die große Masse die Schwäche der Gravitationskraft ausgleicht.

Also für den letzten Teil der Frage, ja, es ist aus dem obigen Argument möglich, dass die abstoßende elektrische Kraft durch die anziehende Gravitationskraft ausgeglichen wird und das System im Gleichgewicht bleibt.

Ich hoffe das hilft dir bei der Frage.