Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
14
ROZDZIAŁ21.PRAWOCOULOMBA
protonjeszczebardziejwlewo.Jeśliprotonprzesu-
niemywprawo,toF1iF2zmaleją,aleF2zmalejebar-
dziejisiławypadkowabędzieprzesuwaćprotonjeszcze
bardziejwprawo.wstanierównowagitrwałej,przy
małymprzesunięciuprotonpowracałbyzpowrotemdo
położeniarównowagi.
Dalszeprzykłady,filmyićwiczenianastronieWileyPLUS.
Przykład21.03.Podziałładunkupomiędzydwiejednakoweprzewodzącekule
Narysunku21.9aprzedstawionodwieidentyczne,elek-
trycznieizolowaneprzewodzącekuleAiBznajdujące
sięwodległościa,dużejwporównaniuzpromieniem
kul(odległośćmierzymymiędzyśrodkamikul).Kula
Amaładunekdodatni+Q,akulaBjestelektrycznie
obojętna.Początkowosiłaelektrostatycznadziałająca
międzykulamijestrównazeru.(Zakładamy,żenapo-
wierzchniachkulnieindukujesięładunek,gdyżznaj-
dująsięonewdużejodległościodsiebie).
Rys021090DwiemałeprzewodzącekuleAiB.a)Napoczątku
kula
A
jestnaładowanadodatnio.b)Międzykulamiprzezłączący
jeprzewódzostajeprzekazanyładunekujemny.c)Obiekulesą
teraznaładowanedodatnio.d)Ujemnyładunekzostaje
przekazanykuliAprzezuziemiającyprzewód.e)KulaAjest
terazobojętna
a)Załóżmy,żekulepołączononachwilęprzewodem
elektrycznym.Jestonnatylecienki,żemożnapominąć
jakikolwiekwypadkowyładuneknanimzgromadzony.
Jakabędziesiłaelektrostatycznaoddziaływaniakulpo
usunięciutegoprzewodu?
PODSTAWOWEFAKTY
1)Ponieważkulesąidentyczne,więcichpołączenie
spowoduje,żeznajdziesięnanichjednakowy(codo
wielkościiznaku)ładunek.2)Początkowyładunekwy-
padkowy(włączającznak)musibyćrównykońcowej
sumieładunków.
Rozumowanie:Jeżelikulepołączymyprzewodnikiem,
to(ujemne)elektronyprzewodnictwanakuliB,które
zawszesięodpychają,mogąsięoddalićodsiebie(prze-
pływającwzdłużprzewodnikadododatnionaładowanej
kuliA,którajeprzyciąga—rys.21.9b).KulaBtraci
ładunekujemnyiładujesiędodatnio,akulaAzyskuje
ładunekujemnyistajesięsłabiejnaładowanadodatnio.
Przepływładunkuustaje,gdyładuneknakuliBosią-
gniewartość+Q/2,anakuliAzmalejedo+Q/2.wa-
runektenbędzieosiągnięty,gdyzkuliBnakulęAprze-
płynieładunek1Q/2.
Pousunięciuprzewodu(rys.21.9c)możemyzało-
żyć,żeładuneknażadnejzkulniezakłócajednorod-
nościrozkładuładunkunadrugiejkuli,gdyżpromie-
niekulsąmałewporównaniuzodległościąmiędzy
nimi.Możemywięcdokażdejzkulzastosowaćpierw-
szetwierdzenieopowłoce.Zewzoru(21.4),popodsta-
wieniuq1=q2=Q/2ir=a,otrzymujemywartość
siłyelektrostatycznejoddziaływaniakul
F=
4πE0
1
(Q/2)(Q/2)
a2
=
16πE0(
1
Q
a)
2
(odpowiedź).
Kule,obecnienaładowanedodatnio,odpychająsię.
b)Załóżmyteraz,żekulaAzostanienachwilęuzie-
miona,anastępniepołączenieuziemiającezostanieusu-
nięte.Jakabędzieterazsiłaelektrostatyczna,działająca
międzykulami?
Rozumowanie:Połączenieuziemiającenaładowanego
ciałazZiemią(którajestogromnymprzewodnikiem)
pozwalazobojętnićelektrycznietociało.GdybykulaA
byłanaładowanaujemnie,towzajemneodpychaniepo-
międzynadmiarowymielektronamispowodowałobyich
odpłynięciezkulidoZiemi.JednakponieważkulaA
jestnaładowanadodatnio,więcelektronyocałkowitym
ładunku1Q/2przepłynązZieminakulę(rys.21.9d)
wwynikuczegokulastaniesięobojętna(rys.21.9e).
GdyniemaładunkunakuliA,siłaelektrostatycznaod-
działywaniadwóchkulbędzierównazeru.
Dalszeprzykłady,filmyićwiczenianastronieWileyPLUS.
