Wie groß ist die elektrische potentielle Energie eines Systems aus 2 Ladungen? [geschlossen]

Wenn wir zwei Ladungen von +1C in einem Abstand von 1m haben, dann wenn wir eine reparieren und die andere aus dem Unendlichen bringen, ist die geleistete Arbeit = +k. Wenn wir nun den anderen reparieren und diesen aus der Unendlichkeit holen, ist die Arbeit wieder = +k. Um also die beiden Ladungen auf einen Abstand von 1 m zu bringen, müssen wir Energie = 2 k bereitstellen, und die elektrische potentielle Energie des Systems beträgt 2 k. Welcher Schritt ist falsch?

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Antworten (1)

EDIT: Das Szenario ist nicht ganz klar. Aber ich gehe davon aus, dass dies die einzigen beiden Gebühren im System sind.

Ihre Verdoppelung der geleisteten Arbeit ist falsch. Sie müssen nicht doppelt so viel Arbeit leisten.

Denken Sie daran, dass elektrisches Potential als die Arbeit definiert ist, die verrichtet wird, um eine positive Testladung von unendlich zu einem bestimmten Punkt im Weltraum zu bringen (oder was auch immer Ihr Nullpotential-Referenzpunkt ist).

Die erste Ladung, die Sie mitbringen, erfordert keine Arbeit. Es gibt keine anderen Teilchen in deinem System, die Kräfte liefern, die es überwinden muss.

Wenn Sie Ihre zweite Ladung mitbringen, müssen Sie arbeiten, da sie eine abstoßende Kraft von der 1C-Ladung der Größenordnung erfährt

1 4 π ε 0

In diesem Fall ist die elektrische potentielle Energie des Systems dann gleich und ich überlasse es Ihnen, dies mit den relevanten Integralen oder der Intuition zu überprüfen.

Danke schön. Aber was ist dann die Energie einer Ladung (im selben System)? Wird es die Hälfte der Gesamtenergie sein? Wenn ja, warum wird dann die Energie gleichmäßig geteilt?
Die elektrostatische potentielle Energie jeder der Ladungen wird sein 1 4 π ε 0 ('), nicht die Hälfte davon. Betrachten Sie es vom Bezugspunkt aus Q 1 , dann nimmt es eine abstoßende Kraft ab Q 2 , was ihm potentielle Energie = (') gibt. Gleiches gilt auch vom Bezugspunkt aus Q 2 , was ihm potentielle Energie = (') gibt.
Ich dachte, ich wäre einigermaßen klar, aber jetzt bin ich wirklich verwirrt ... die Energie des gesamten Systems ist die Energie einer Ladung? Wenn wir zwei Objekte mit den kinetischen Energien E1 und E2 haben, ist die Energie des "Systems" im Allgemeinen E1 + E2, also ist das etwas ziemlich Neues für mich.
Die Energie einer Ladung ist nicht definiert . Potentielle Energie ist für Ladungspaare definiert . Sie sind etwas auf der Spur: kinetische Energie ist nur für einzelne Teilchen definiert. Potentielle Energie ist nur für Objektpaare definiert. (Jemand hat mich kürzlich darauf hingewiesen, dass dies nicht ganz richtig ist, aber für eine Ansammlung von Punktladungen ist es richtig.)
Es gibt zwei Ladungen nach dem Bringen der ersten, also (+k) eine, jetzt für die dritte würde eine Arbeit gegen das Feld von +1 und +k geleistet werden, also gibt es insgesamt 3 Energien
Wie groß ist die elektrische potentielle Energie eines Systems aus 2 Ladungen? [geschlossen]
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