Kraft, die zwei gleiche Ladungen und zwei entgegengesetzte Ladungen umgibt

Wenn |-q||-q| = |q||-q|, ist die Kraft, die a) zwei gleiche Ladungen -q und -q (die 100 Zentimeter voneinander entfernt sind) umgibt, kleiner als die Kraft, die b) zwei entgegengesetzte Ladungen q und -q (die ebenfalls 100 cm voneinander entfernt sind) umgibt 100 cm Abstand)? Unter Verwendung der Kraftformel aufgrund einer Punktladung

F = k Q 1 Q 2 R 2
Wir könnten feststellen, dass a und b die gleiche Kraft haben, die sie umgibt, aber in der Simulation sind die Äquipotentiale von zwei gleichen Ladungen in einer einzelnen Konfiguration weiter entfernt als die Äquipotentiale von zwei entgegengesetzten Ladungen in anderen Konfigurationen. Bedeutet dies, dass die elektrische Kraft, die die beiden entgegengesetzten Ladungen umgibt, größer ist? Was könnte den Unterschied im Abstand der Äquipotentiale in diesen beiden Konfigurationen erklären?

zwei positive Ladungen

zwei entgegengesetzte Ladungen

Antworten (2)

  1. „die Kraft, die umgibt“ – Kraft umgibt nichts. Kraft wirkt auf Dinge. Bei zwei punktförmigen Ladungen (nennen Sie sie A und B) wirkt auf Ladung B aufgrund ihrer Wechselwirkung mit dem elektrischen Feld aufgrund von A an der Position von B eine Kraft. Ebenso für A, das mit dem Feld von B interagiert.

  2. Die Größe der Kraft von Q An − Q ist die gleiche wie die Größe für Q An Q . Die negative Vorzeichendifferenz der Kräfte gibt eine Richtung für die Kraft an. Da wir die genauen Positionen Ihrer Ladungen im Raum nicht kennen (sind die beiden Anordnungen kolinear?), können wir nichts über Richtungsvergleiche sagen.

  3. Äquipotentiale sind keine Kräfte. Die Muster der Äquipotentiale für die Q Q Anordnung wird sich von der unterscheiden Q − Q Aufbau. Ich verstehe nicht, was du mit "weiter" meinst. Die Steigung über die Äquipotentiale bezieht sich auf das elektrische Feld aufgrund der Ladungen an anderen Orten , aber das sagt nichts über die Kräfte auf diese 2 Ladungen aus.

  4. Sie können beliebig viele Äquipotentiale einzeichnen. Es spielt keine Rolle. Ladungen wissen nichts über Äquipotentiale. Äquipotentialzeichnungen sollen Menschen dabei helfen, die Intensität und Richtung elektrischer Felder zu visualisieren.

2. Sind zwei Punktteilchen nicht automatisch kolinear?
Danke für die Klarstellung unter Punkt 1! Mit „weiter“ meine ich, dass der Abstand des Äquipotentials in der qq-Konfiguration größer ist als der Abstand in der q-q-Konfiguration
@electronpusher Natürlich. Wir kennen den Vergleich der Ausrichtung des +-Paares mit dem ++-Paar nicht. "Sind die beiden Anordnungen kolinear?"

Sie betrachten einen sehr begrenzten Bereich. Ja, die Kraft zwischen zwei unterschiedlichen Ladungen ist viel größer, aber wenn Sie sich weiter von den Ladungen entfernen, fällt das E-Feld ab 1 R 2 für ähnliche Gebühren und 1 R 3 für ungleiche Ladungen, da es elektrisch neutral ist.

Es wird insgesamt mehr Äquipotentiale für ungleiche Ladungen geben (doppelt so viele), aber die in den Feldern gespeicherte Energie ist dieselbe.

Kraft, die zwei gleiche Ladungen und zwei entgegengesetzte Ladungen umgibt
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