Відмінності між гравітаційним і електростатичним полями
Незважаючи на математичне схожість формул, якими описуються гравітаційне і електростатичне поля, між ними існують і великі відмінності. Насамперед завдяки гравітаційному взаємодії тіла можуть тільки притягатися. Якщо в поле дії якої-небудь маси виявиться інша маса, то на неї завжди буде діяти сила, спрямована у бік першої. У той же час електростатичне поле може створюватися двома видами зарядів, і в результаті цього може виникати як тяжіння, так і відштовхування.
Сила гравітаційного поля мізерно мала в порівнянні з силою поля електростатичного. Інакше й бути не може. Адже в гравітаційному полі існує тільки один вид взаємодії – притягання. Якби гравітаційне тяжіння було таким же сильним, як електростатичне, всі планети, зірки і галактики давно б уже “злиплися” в єдину масу. Ніякої інерції не вистачило б для того, щоб утримати планету на орбіті, якби сила тяжіння Сонця була хоча б приблизно дорівнює електростатичного силі. А остання, незважаючи на свою величезну величину, не виробляє у Всесвіті руйнівної дії через те, що всі її тяжіння в точності врівноважуються відштовхування. Все речовина є сумішшю позитивних протонів і негативних електронів, притягивающихся і отталкивающихся з неймовірною силою. Але між зарядами цих частинок існує точний баланс, тому звичайні тіла не відчувають ні тяжіння, ні відштовхування. Р. Фейнман наводить такий розрахунок. Якби у вашому тілі або в тілі вашого сусіда, що стоїть від вас на відстані витягнутої руки, електронів виявилося б усього на 1% більше, ніж протонів, то сила вашого відштовхування була б досить великий, щоб підняти вагу, рівний вазі Землі!
Обчислити, у скільки разів електростатична сила перевищує гравітаційну, можна, вимірявши співвідношення сили електричного відштовхування електронів (через те, що всі вони мають однаковий негативний заряд) і сили їх взаємного притягання (через те, що вони мають масу). Це відношення не залежить від відстані між електронами і є однією зі світових констант. Виявляється, що сила тяжіння дорівнює силі відштовхування, розділеної на 1042!
Перевірте свої знання
1. Що називається напруженістю гравітаційного (електростатичного) поля?
2. У чому полягають подібності та відмінності гравітаційного і електростатичного полів?
3. Що сталося б, якби сила гравітаційного поля була такою ж, як і сила електростатичного?
4. Чому між електронами існують як сили тяжіння, так і сили відштовхування? Яке їхнє приблизне співвідношення?
Related posts:
- Природа міжмолекулярної взаємодії Розглянемо, чому між молекулами і атомами діють сили тяжіння і відштовхування, т. є. сили міжмолекулярної взаємодії. Як відомо, атом складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів. У звичайному стані атом електрично нейтральний. Ядра і електрони сусідніх атомів взаємодіють між собою. При цьому електрони одного з атомів будуть притягувати ядра іншого, а електрони цих […]...
- Гравітаційне поле Закон всесвітнього тяжіння заснований на теорії дальнодії, згідно з якою дія одного тіла на інше передається миттєво (тобто з нескінченно великою швидкістю) без участі середовища. Згідно сучасним уявленням всяке взаємодія тіл на відстані здійснюється за допомогою матеріального середовища, званої полем, і передається з кінцевою швидкістю, яка не може бути більше швидкості світла. Гравітаційна взаємодія між […]...
- Електростатичне поле та його характеристика Електростатичне поле також як і електричне поле є особливою формою матерії, яка оточує тіла, що мають електричний заряд. Але на відміну від останнього, електростатичне поле створюється тільки навколо нерухомих заряджених тіл, тобто, коли немає умов для створення електричного струму. Властивості електростатичного поля Електростатичне поле характеризується властивостями, які відрізняють його від інших видів полів, що утворюються […]...
- Електростатичне поле Закон Кулона визначає силу взаємодії між електричними зарядами, але не пояснює, як це взаємодія передається на відстань від одного тіла до іншого. Досліди показують, що ця взаємодія спостерігається і тоді, коли наелектризовані тіла знаходяться у вакуумі. Значить, для електричного взаємодії не потрібна середу. За теорією, розвиненою М. Фарадеєм і Дж. Максвеллом, в просторі, де знаходиться […]...
- Характеристика електричного заряду Електромагнітні взаємодії належать до числа найбільш фундаментальних взаємодій у природі. Сили пружності і тертя, тиск рідини і газу та багато іншого можна звести до електромагнітних силам між частинками речовини. Самі електромагнітні взаємодії вже не зводяться до інших, більш глибоким видам взаємодій. Настільки ж фундаментальним типом взаємодії є тяжіння – гравітаційне тяжіння будь-яких двох тел. Однак […]...
- Закон Кулона в діелектрику Відмінність електростатичного взаємодії від гравітаційного полягає не тільки в наявності сил відштовхування. Сила взаємодії зарядів залежить від середовища, в якому заряди перебувають (а сила всесвітнього тяжіння від властивостей середовища не залежить). Діелектриками, або ізоляторами називаються речовини, які не проводять електричний струм. Виявляється, що діелектрик зменшує силу взаємодії зарядів (у порівнянні з вакуумом). Більше того, на […]...
- Напруженість електростатичного поля. Лінії напруженості Для дослідження електростатичного поля в нього необхідно внести пробний заряд q0 (заряд q0 – точковий позитивний заряд досить малої величини, щоб його внесення до досліджуване полі не спотворювало це поле, інакше, це заряд, власне поле якого дуже малий у порівнянні з досліджуваним) і виміряти силу, яка діє на нього в заданій точці поля. Сила, що […]...
- Гравітаційні сили. Закон всесвітнього тяжіння Всі тіла в природі взаємно притягуються один до одного. Вперше Ньютон довів, що причина, що викликає падіння каменя на Землю, рух Місяця навколо Землі і планет навколо Сонця, одна і та ж – це сила всесвітнього тяжіння (гравітаційна сила), що діє між будь-якими тілами Всесвіту. Гравітаційні сили – це сили центральні, т. Е. Вони спрямовані […]...
- Взаємодія частинок речовини – доповідь Сили притягання між частинками З динаміки ми знаємо, що всі тіла притягуються одне до одного. Між усіма частинками в речовині є сили тяжіння. Дані сили досить великі – більше них тільки ядерні сили. Як і для гравітаційної взаємодії, сили між атомами і молекулами залежать від дальності їх розташування. Чим далі вони знаходяться один від одного, […]...
- Потенціал електростатичного поля і різниця потенціалів У механіці взаємна дія тіл один на одного характеризують силою і потенційною енергією. Електростатичне поле, яке здійснює взаємодія між зарядами, також характеризують двома величинами. Напруженість поля – це силова характеристика. Тепер введемо енергетичну характеристику – потенціал. Потенціал поля. Робота будь електростатичного поля при переміщенні в ньому зарядженого тіла з однієї точки в іншу також не […]...
- Чим відрізняється вага від сили тяжіння? Через те що вага покоїться відносно Землі тіла дорівнює силі тяжіння, ці дві сили часто плутають. Але насправді це різні сили. Розглянемо, наприклад, лежить на столі книгу. Вага книги прикладений до столу (книга тисне на стіл), а сила тяжіння прикладена до самої книги (Земля притягує книгу). Таким чином, вага і сила тяжіння – це сили, […]...
- Маса: гравітаційна і інертна Отже, ми скоротили маси в рівнянні закону тяжіння і отримали, що прискорення не залежить від маси притягиваемого предмета. Начебто все правильно, але давайте подумаємо, що ж саме ми скоротили. Та маса, яка була в чисельнику, визначає силу тяжіння між тілами, вона називається гравітаційною масою. Та ж маса, що була в знаменнику, вимірює опір діючій силі […]...
- Електростатична індукція – коротко Речовини, в яких електричні заряди вільно переміщаються, називають провідниками. Добрими провідниками є, наприклад, всі метали, водні розчини солей і кислот. У металах вільними зарядженими частинками є електрони. В атомах металів електрони, що знаходяться на зовнішніх оболонках, втрачають зв’язки зі своїми атомами і можуть вільно пересуватися по всьому об’єму металу. З’ясуємо, що відбувається в металевому провіднику, […]...
- Потенціал електростатичного поля як його енергетична характеристика Як ви знаєте, силовий характеристикою електростатичного поля є напруженість. Крім того, ви знаєте, що при переміщенні заряду в електростатичному полі з однієї точки в іншу відбувається робота, яка дорівнює різниці потенційної енергії заряду в цих точках. Отже, можна говорити про те, що існує і енергетична характеристика електростатичного поля – потенціал. Ввести цю характеристику можна тому, […]...
- Взаємодія частинок речовини Третє положення МКТ говорить про взаємодію частинок речовини: атоми або молекули взаємодіють один з одним силами тяжіння і відштовхування, які залежать від відстаней між частинками: при збільшенні відстаней починають переважати сили притягання, при зменшенні – сили відштовхування. Про справедливість третій положення МКТ свідчать сили пружності, що виникають при деформаціях тел. При розтягуванні тіла збільшуються відстані […]...
- Гравітація: визначення Гравітація – фізична властивість, характерна для всіх матеріальних тел. У загальному випадку під гравітацією розуміють силу тяжіння, створювану тілом, причому ця сила залежить від маси тіла. Зазвичай поняття гравітації вживається в астрофізичного сенсі, так як саме це явище багато в чому визначає взаємодію різних об’єктів в космосі. Однак процеси взаємодії, що відбуваються всередині молекул і […]...
- Вихрове електричне поле Розглянемо нерухомий контур, знаходиться в змінному магнітному полі. Який же механізм виникнення індукційного струму в контурі? А саме, які сили викликають рух вільних зарядів, яка природа цих сторонніх сил? Намагаючись відповісти на ці питання, великий англійський фізик Максвелл відкрив фундаментальна властивість природи: мінливий у часі магнітне поле породжує поле електричне. Саме це електричне поле і […]...
- Деформація Сили пружності виникають при деформаціях тел. Деформація – це зміна форми і розмірів тіла. До деформацій відносяться розтяг, стиск, крутіння, зрушення і вигин. Деформації бувають пружними і пластичними. Пружна деформація повністю зникає після зняття зовнішнього впливу, яке викликало деформацію. У результаті деформований спочатку тіло відновлює свої первинні розміри і форму. Пластична деформація зберігається (можливо, частково) […]...
- Високотемпературна надпровідність Рідкісне явище має таку дивовижну історію, як надпровідність – відкриття, зроблене Камерлінг-Оннесом в 1911 році. Але все надпровідники переходили в надпровідний стан при дуже низьких температурах – поблизу абсолютного нуля. Невже чудове явище – надпровідність – так і залишиться назавжди низькотемпературних феноменом? Виявляється, ще в 1964 році американець Літтл висловив цікаву ідею щодо високотемпературної надпровідності. […]...
- Додавання сил Якщо дві або більше сил спрямовані в одну сторону, їх просто складають. Ви штовхаєте автомобіль і його штовхають ще кілька людей в ту ж сторону, сили складаються, автомобіль котиться. Або якщо все разом піднімають важку шафу або телевізор. В одну сторону діє підйомна сила, а в протилежну сторону сила тяжіння. Тоді відбувається віднімання сили тяжіння […]...
- Пояснення пружних і пластичних деформацій З’ясуємо, як відбувається пружна деформація, т. є. Як виникають сили пружності. Частинки кристалічного тіла розташовуються один щодо одного на певних відстанях, і між ними діють сили тяжіння і відштовхування. Коли тіло знаходиться в недеформованому стані, сума сил, що діють на кожну частку з боку інших, дорівнює нулю, а потенційна енергія частинок мінімальна. Якщо один кінець […]...
- Робота, що здійснюється при зарядці плоского конденсатора Для того щоб зарядити конденсатор, необхідно зробити певну роботу. Ця робота дорівнює енергії конденсатора. Переконатися в тому, що заряджений конденсатор має енергію, можна, підключивши його до електричної лампі. Короткочасна спалах світла свідчить про те, що заряджений конденсатор має енергію, і при з’єднанні конденсатора з лампою його енергія перетворюється у внутрішню енергію спіралі лампи. Сумарний електричний […]...
- Електростатична індукція Електростатична індукція – це процес поява електричного заряду на поверхні провідника при внесенні його в область дії зовнішнього електричного поля. Сам же електричний заряд, що накопичився на провіднику, називають наведеним або індукованим. При цьому на протилежних сторонах провідного тіла накопичуються протилежні за знаком заряди – з одного боку негативні, а з іншого позитивні. Заряд на […]...
- “Великий вибух”: інфляційна модель На питання про причини “великого вибуху” пропонує відповідь гіпотеза інфляційного Всесвіту, в основі якої лежить уявлення про наявність сил космічного відштовхування гігантській величини, здатних не тільки компенсувати гравітаційне тяжіння, а й розірвати початковий стан матерії і викликати її розширення, що продовжується і по теперішній час. Відповідно до цієї моделі початковий стан Всесвіту було вакуумним. Фізичний […]...
- Магнітне поле Таким чином, з’ясувалося, що крім електростатичного існує ще й магнітне поле, яке завжди виникає навколо провідника, по якому рухається електричний струм. Це поле, так само як і електростатичне, володіє силовий характеристикою, яку називають магнітною індукцією. Вона спрямована перпендикулярно руху електричних зарядів і, отже, перпендикулярно електростатичного поля. Повна взаємозв’язок цих полів була підтверджена в 1831 р, […]...
- Відмінності іонного зв’язку від ковалентного Іонний зв’язок за рахунок своєї специфічності не має спрямованості. Це пов’язано з тим, що електричне поле іона являє собою сферу, при тому воно убуває або зростає в одному напрямку рівномірно, підкоряючись одному і тому ж закону. На відміну від ковалентного, яка утворюється за рахунок перекривання електронних хмар. Друга відмінність полягає в тому, що ковалентний зв’язок […]...
- Взаємодія між атомами і молекулами речовини Між молекулами речовини діють одночасно сили тяжіння і сили відштовхування. Ці сили у великій мірі залежать від відстаней між молекулами. Згідно з експериментальними і теоретичним дослідженням міжмолекулярні сили взаємодії обернено пропорційні n-го ступеня відстані між молекулами: Де для сил тяжіння n = 7, а для сил відштовхування. Взаємодія двох молекул можна описати за допомогою графіка […]...
- Умови плавання тіл Всі підводні човни, кораблі, літаки, а також будь-які інші тіла, які пересуваються по газу або рідини, влаштовані за принципом плавання тіл. Тіло знаходиться на поверхні рідини, на якійсь глибині або на дні при підтримці деяких умов. Абсолютно зрозуміло, що якщо зважити тіло динамометром, то його свідчення будуть більше в повітрі, ніж у воді. Вся справа […]...
- Гравітація землі зменшується з плином часу Усі планети, включаючи Землю, накопичують елементарні частинки, що випускаються Сонцем. Найбільше цих частинок зосереджується в центральній частині будь-якої планети. Нагрівання речовини обумовлений накопиченням частинок з Полями Відштовхування. Саме такі частки переважають у складі сонячного випромінювання. Накопичуються частинки з Полями Відштовхування зменшують величину Полів Притяжения хімічних елементів, на поверхні яких вони накопичуються. А значить, в цілому, […]...
- Властивість врівноважених сил У попередньому параграфі ми розглянули кошик, підвішену до пружини. На цьому прикладі ми з’ясували, що якщо на тіло діють дві рівні і протилежно направлені сили, то тіло може спочивати (рис. “А”, “е”), але може і рухатися (рис. “Г”). Розглянемо другий випадок більш докладно, провівши уявний експеримент з ліфтом. Погляньте на малюнок нижче. Спочатку кабіна ліфта […]...
- Властивості електричного поля Всі предмети навколо нас матеріальні. Матерія представлена у вигляді різних комбінацій елементарних частинок. Ці частинки називають атомами речовини. З фізики Ви повинні пам’ятати, що модель атома має наступну будову: є ядро, яке є об’єднанням протонів (позитивно заряджених частинок) і нейтронів. Навколо цього ядра на деякій відстані по своїх орбітах обертаються більш дрібні негативні частинки під […]...
- Як знайти рівнодіючу? Коли говорять про рівнодіюча, то мають на увазі силу, яка дорівнює дії двох або більше сил, одночасно прикладених до тіла. Коли на тіло діє декілька сил, то їх спільний ефект може бути різним, він залежить як від напрямку різних сил, так і від їх числових значень. У будь-якому випадку завжди можна знайти одну рівнодіючу їм […]...
- Робота при переміщенні заряду в електричному полі На всякий заряд, що знаходиться в електричному полі, діє сила, і тому при русі заряду в полі відбувається певна робота. Ця робота залежить від напруженості поля в різних точках і від переміщення заряду. Але якщо заряд описує замкнену криву, т. Е. Повертається у вихідне положення, то чинена при цьому робота дорівнює нулю, як би не […]...
- Потенціал провідника Раніше ми говорили про потенціал тієї чи іншої точки електростатичного поля. Великий інтерес представляють безлічі точок, потенціал яких однаковий. Один приклад такого безлічі ми знаємо – це еквіпотенціальні поверхні. Іншим чудовим прикладом служить провідник. Всі точки провідника мають однаковий потенціал. Іншими словами, різниця потенціалів між будь-якими двома точками провідника дорівнює нулю. Справді, якби між якою-небудь […]...
- Чи може Місяць впасти на Землю? В давнину люди дуже боялися, що Місяць в один жахливий момент може просто впасти на Землю, викликавши тим самим страшну катастрофу. Чи виправдані ці побоювання? Потужне магнітне ядро нашої планети не тільки утримує на поверхні Землі материки і океани, але і, немов на ланцюжок, прив’язує до Землі її супутник – Місяць. Завдяки силі тяжіння Місяць […]...
- Будова газоподібних, рідких і твердих тіл Подумайте, чи можна пояснити властивості речовини у всіх його агрегатних станах будовою речовини, рухом і взаємодією його частинок. Сили взаємодії молекул. Молекули взаємодіють один з одним. Без цієї взаємодії не було б ні твердих, ні рідких тіл. Довести існування значних сил взаємодії між атомами або молекулами нескладно. Спробуйте-но зламати товсту палицю! А адже вона складається […]...
- Закон Кулона в електростатиці “Ми називаємо електрикою цей вогонь з чорної грозової хмари, – писав на початку XIX ст. публіцист і історик Томас Карлейль, – але що це таке? Що породило його? “Перші кроки до розуміння, що таке електричний заряд, зробив французький фізик Шарль Огюстен де Кулон, видатний вчений, який зробив внесок у такі галузі науки, як електрика, магнетизм […]...
- Як відчути гравітацію? Гравітація, або сила тяжіння, – це сила, що притягає фізичні тіла один до одного. Саме вона утримує нас на землі і завдяки їй ми відчуваємо свою вагу. Що таке Гравітація? Кожен, підстрибнувши вгору, неодмінно опуститься на землю завдяки гравітації. Якби сили тяжіння не існували, ми покинули б Землю і полетіли в космос. Гравітація визначає траєкторію […]...
- Провідники в електричному полі Провідниками називаються речовини, в яких є значна кількість вільних зарядів, тобто таких зарядів, які можуть без витрати енергії переміщатися по всьому провіднику. Це метали, електроліти та іонізовані гази. У металах вільними зарядами є електрони, які переміщаються між вузлами кристалічної решітки, утвореної іонами металу. Ці вільні електрони утворюють так званий електронний газ. Вони беруть участь в […]...
- Сила тяжіння в фізиці Сила тяжіння (сила тяжіння Землі) – найпотужніша сила, яка діє абсолютно на всі тіла на Землі – це тяжіння самої Землі до себе. Киньте камінь, він впаде, спіткніться самі… підсумок ясний, дощ теж чомусь не йде вгору, а падає вниз, а підвішений на гумці вантаж, як ви пам’ятаєте, розтягував її вниз. Що б не трапилося, […]...