Wie kann elektrische Kraft so groß werden (unendlich)?

Es wird oft angenommen, dass die Kraft zwischen zwei Ladungen gegeben ist durch F = Q Q 4 π ε 0 1 R 2 , weil Beobachtungen dazu führen. Auf der anderen Seite habe ich kaum gehört, wie es mit der Realität übereinstimmt. Tatsächlich habe ich noch nie einen Professor sagen hören, dass es für winzige Entfernungen nicht gültig ist (Kraft würde bis ins Unendliche gehen). Hier auf Stapeln habe ich gelesen, dass die Quantenmechanik dann die Führung übernehmen wird. Aber auch für normale Entfernungen (oft eingestellt von 1 M ) scheinen die Kräfte riesig zu sein ( ≈ 10 6 T Ö N S ) . Ich frage mich, wie man zwei kleine Ladungen gleichmäßig nahe beieinander bewegen kann, ohne dass einem der Arm abgerissen wird. Wie werden diese Kräfte kompensiert?

Steckst du ein 1 C für die Ladung? Das ist eine unrealistische Zahl.
Die extreme Situation in der Natur wären zwei (oder mehr) Protonen, die in einem Kern zusammengebracht werden.
Das wird seit 1785 'sehr oft gedacht'.

Antworten (1)

Die typische Größenordnung einer elektrischen Ladung ist 10 − 6 C oder sogar 10 − 9 C im Alltag. Aus diesem Grund sehen wir oft, dass die Standardeinheit für elektrische Ladungen in Lab ein Nano-Coulomb (nC) ist. In deinem Beispiel 10 6 Tonnen entspricht 10 9 kg (bzw 10 10 N in der Erde), und das bedeutet, dass Sie die elektrischen Ladungen eingestellt haben als Q = Q = 1 C. Das haben Sie angenommen 1 Coulomb ist eine kleine Ladung, was in der Tat nicht der Fall ist; Es ist eine sehr hohe Gebühr!

Aber in der Natur können Sie einige Phänomene beobachten, bei denen eine enorme Menge an elektrischer Ladung übertragen wird. Zum Beispiel trägt ein Blitz einen elektrischen Strom von 30 kA ( 10 3 Ampere) und Übertragungen 15 C der elektrischen Ladung und 10 9 J der Energie (siehe WikiPedia für dieses Beispiel). Und die elektrische Entladung bei diesem Phänomen setzt eine riesige Menge an Energie frei.

Das Problem besteht jedoch darin, diese riesige Menge elektrischer Ladung an einem Ort in einem Abstand von einem Meter von derselben Ladungsmenge zu platzieren. Es braucht viel Arbeit/Kraft, um die Anforderungen dieses Tests zu erfüllen.

Darüber hinaus ist gemäß der Beziehung der Quantisierung der elektrischen Ladung ( Q = ± N e ), die Gesamtmenge an Elektronen/Protonen, die Sie haben müssen 1 C ist gleich

N = Δ Q | e | ≈ 6 × 10 18 ,

und natürlich ist es nicht einfach, diesen Betrag zu sammeln (wo | e | ist die Elementarladung des Elektrons ).

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