punktide potentsiaalide vahe · Potentsiaalide vahe osutub seega elektro- staatilise välja energiakarakteristikuks. 22.11.12 15:01 (C) V. Kalling 29 Ekvipotentsiaalpinnad · Pindu, mille kõikidel punktidel on ühesugune potentsiaal, Punktlaengunimetatakse ekvipotentsiaal-pindadeks. ekvipotentsiaalpindadeks on seda · Ühe laengut ümbritsevad ja sama kontsentrilised ekvipotentsiaalpinna kõikide punktide kerapinnad potentsiaalide vahe võrdub nulliga. Seega võrdub nulliga ka elektrivälja jõudude töö laengu liikumisel seda pinda mööda. Homogeense elektrivälja ekvipotentsiaal-pinnad on · jõujoontega Siit järeldub, et ekvipotentsiaalpinda ristuvad tasandid mööda liikuvale laengule mõjuv jõud Fe on risti kiirus-vektoriga. · Järelikult on elektrivälja jõujooned ekvipotentsiaalpinnaga risti. 22.11
pinge skalaarsuurus. Pinge ühikuks SI-süsteemis on volt. Üks volt (tähistatakse V) on selline pinge, mille puhul 1 kuloni suuruse laengu ümberpaigutamisel teeb elektriväli tööd 1dzaul. Elektrivälja kahe mõõdetava punkti vaheline pinge langeb enamasti kokku nende punktide potentsiaalide vahega, kuid ei võrdu süsteemi alguses ja lõpus mõõdetava pingega. Ekvipotentsiaalpind on mõtteline välja pind, mille kõikidel punktidel on ühesugune potentsiaal. Ühe ja sama ekvipotentsiaalpinna kõikide punktide potentsiaalide vahe võrdub nulliga. Seega võrdub nulliga ka elektrivälja jõudude töö laengu liikumisel seda pinda mööda. Siit järeldub, et ekvipotentsiaalpinda mööda liikuvale laengule mõjuv jõud F on risti kiirusvektoriga. Järelikult on elektrivälja jõujooned risti ekvipotentsiaalpinnaga. Punktlaengu ekvipotentsiaalpindadeks on seda laengut ümbritsevad kontsentrilised kerapinnad. Homogeense elektriväljaekvipotentsiaalpinnad on jõujoontega ristuvad tasandid
1 dV dq Pideva laengute jaotuse korral ruumis = 4 r = V dV 1.9. Potentsiaali ja väljatugevuse vaheline seos E = - x i + y j + z k E = -grad Ruumis ühesuguse potentsiaaliga punktid moodustavad ekvipotentsiaalpinna. 1.10. Elektriline dipool - süsteem kahest võrdsest vastasmärgilisest laengust, mis on väga väike (punkti kujuline) Dipooli elektriline moment p e = ql l - laengute vaheline kaugus, nn õlg 1 ql cos 1 pe cos 1 pe r
väljapunktist sinna, kus väli ei mõju. Punktlaengu korral kehtib seos: Elektrivälja potentsiaal on skalaarne suurus. Kui mingis ruumi punktis eksisteerivad mitu elektrivälja, siis nende potentsiaalid antud punktis liituvad. 7. Potentsiaalide vahe e. pinge. Töö elektriväljas, ekvipotentsiaalpinnad. Ekvipotentsiaalpinnad on elektrivälja pinnad, mille kõikidel punktidel on ühesugune potentsiaal. Ühe ja sama ekvipotentsiaalpinna kõikide punktide potentsiaalide vahe võrdub nulliga. Nulliga võrdub ka elektrivälja jõudude töö laengu liikumisel seda pinda mööda. Ekvipotentsiaalpinda mööda liikuvale laengule mõjuv jõud on risti kiirusvektoriga. Järelikult on elektrivälja jõujooned risti ekvipotentsiaalpinnaga. Punktlaengu ekvipotentsiaalpindadeks on laengut ümbritsevad kontsentrilised kerapinnad, homogeense elektrivälja ekvipotentsiaalpinnad on jõujoontega ristuvad tasandid.
r2 4 0 Elektrivälja tugevus antud punktis võrdub sellesse punkti asetatud laengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega. E-vektori suund on määratud positiivsele proovilaengule mõjuva jõu suunaga. F U N V F laengule mõjuv jõud, q laengu suurus, E= E= = U kahe ekvipotentsiaalpinna vaheline pinge, q d C m d nende pindade vaheline kaugus Pinge A A laengu ümberpaigutamiseks tehtud töö, U = q q laengu suurus Töö elektriväljas A = Eqd E elektrivälja tugevus, q laeng, d punktidevaheline kaugus piki jõujoont Kondensaatori q
r2 4 0 Elektrivälja tugevus antud punktis võrdub sellesse punkti asetatud laengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega. E-vektori suund on määratud positiivsele proovilaengule mõjuva jõu suunaga. F U N V F laengule mõjuv jõud, q laengu suurus, E= E= = U kahe ekvipotentsiaalpinna vaheline pinge, q d C m d nende pindade vaheline kaugus Pinge A A laengu ümberpaigutamiseks tehtud töö, U = q q laengu suurus Töö elektriväljas A = Eqd E elektrivälja tugevus, q laeng, d punktidevaheline kaugus piki jõujoont Kondensaatori q
Punktlaengu korral kehtib seos: φ= Elektrivälja potentsiaal on skalaarne suurus. Kui mingis ruumi punktis eksisteerivad mitu elektrivälja, siis nende potentsiaalid antud punktis liituvad. →W=Edq d-kaugus nulltasandist, E-elektrivälja tugevus (N/C , V/m) Ekvipotentsiaalpinnad on elektrivälja pinnad, mille kõikidel punktidel on ühesugune potentsiaal. Ühe ja sama ekvipotentsiaalpinna kõikide punktide potentsiaalide vahe võrdub nulliga. Nulliga võrdub ka elektrivälja jõudude töö laengu liikumisel seda pinda mööda. Ekvipotentsiaalpinda mööda liikuvale laengule mõjuv jõud on risti kiirusvektoriga. Järelikult on elektrivälja jõujooned risti ekvipotentsiaalpinnaga. Punktlaengu ekvipotentsiaalpindadeks on laengut ümbritsevad kontsentrilised kerapinnad, homogeense elektrivälja ekvipotentsiaalpinnad on jõujoontega ristuvad
mille igas punktis on potentsiaalsel energial ühesugune väärtus. 110. Mis on potentsiaalne energia (selgitada oma sõnadega)? töövaru, mida masspunkt omab asendi tõttu võrreldes mingi teise asendiga 111. Kuidas on seotud elementaartöö ja elementaar-potentsiaalne energia? Masspunktile mõjuva jõu elementaartöö on võrdne miinusmärgiga selle masspunkti elementaarpotentsiaalenergiaga 112. Kuidas asetseb konservatiivne jõud ekvipotentsiaalpinna suhtes? konservatiivne jõud peab olema risti ekvipotentsiaalpinnaga tehtud töö on W = C1 -C1 = 0 Konservatiivne jõud on alati risti ekvipotentsiaalpinnaga ja on suunatud seejuures potentsiaalse energia kahanemise suunas. 113. Millega võrdub konservatiivse jõu töö üle kinnise kontuuri? Üle lahtise kontuuri punktist A punkti B? Konservatiivse jõu töö üle kinnise trajektoori on alati null. WAB=VA VB -=(++) 114
Pinge elektrivälja punktide 1 ja 2 vahel Pinge ühikuks on üks volt. Üks volt (1 V) on pinge elektrivälja kahe punkti vahel siis, kui laengu üks kulon viimisel ühest punktist teise teeb elektriväli töö üks dzaul: 1J 1V = . 1C Pinge ja väljatugevuse seos: elektrivälja tugevus kahe ekvipotentsiaalpinna vahel on leitav nende pindade vahelise pinge jagamisel pindade vahekaugusega (joonis 4.13): U E = . d 4 Sellest seosest tuleneb elektrivälja tugevuse ühik üks volt meetri kohta. Üks volt meetri kohta (1 V/m) on sellise elektrivälja tugevus, milles potentsiaal
Pindpinevusjõuks nim. vedeliku pinna puutuja sihis pinna piirjoonega risti mõjuvat jõudu, mis püüab vedeliku vaba pinna suurust vähendada. 5. Adiabaatiline protsess on protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga soojusvahetuses. Protsessi adiabaatilisus tuleneb protsessi toimumise suurest kiirusest või heast isoleeritusest. 6. Ekvipotentsiaalpind on mõtteline välja pind, mille kõikidel punktidel on ühesugune potentsiaal Ühe ja sama ekvipotentsiaalpinna kõikide punktide potentsiaalide vahe võrdub nulliga. Seega võrdub nulliga ka elektrivälja jõudude töö laengu liikumisel seda pinda mööda. Siit järeldub, et ekvipotentsiaalpinda mööda liikuvale laengule mõjuv jõud on risti kiirusvektoriga. Järelikult on elektrivälja jõujooned risti ekvipotentsiaalpinnaga. Superpositsiooniprintsiip on kõikides lineaarsetes süsteemides kehtiv printsiip, mille järgi süsteemi reaktsioon mitmele mõjurile on sama, mis üksikute
280. Mida nimetatakse dissipatiivseks jõuks? 281. Milliseid konservatiivseid jõudusid te teate? 282. Milliseid dissipatiivseid jõudusid te teate? 283. Mille poolest erinevad konservatiivsed jõud teistest jõududest? 284. Mis on ekvipotentsiaalpind? 285. Mis on potentsiaalne energia (selgitada oma sõnadega)? 286. Kuidas on seotud elementaartöö ja elementaar-potentsiaalne energia? 287. Kuidas asetseb konservatiivne jõud ekvipotentsiaalpinna suhtes? 288. Millega võrdub konservatiivse jõu töö üle kinnise kontuuri? Üle lahtise kontuuri punktist A punkti B? 289. Millise skalaarfunktsiooni gradiendiks on potentsiaalne energia? 290. Kuidas avaldub tehtud töö potentsiaalsete energiate kaudu? Kineetiliste energiate kaudu? 291. Millega on võrdne antud jõuvälja punktis asetseva punktmassi potentsiaalne energia? Kas see on skalaarne või vektoriaalne suurus? 292
280. Mida nimetatakse dissipatiivseks jõuks? 281. Milliseid konservatiivseid jõudusid te teate? 282. Milliseid dissipatiivseid jõudusid te teate? 283. Mille poolest erinevad konservatiivsed jõud teistest jõududest? 284. Mis on ekvipotentsiaalpind? 285. Mis on potentsiaalne energia (selgitada oma sõnadega)? 286. Kuidas on seotud elementaartöö ja elementaar-potentsiaalne energia? 287. Kuidas asetseb konservatiivne jõud ekvipotentsiaalpinna suhtes? 288. Millega võrdub konservatiivse jõu töö üle kinnise kontuuri? Üle lahtise kontuuri punktist A punkti B? 289. Millise skalaarfunktsiooni gradiendiks on potentsiaalne energia? 290. Kuidas avaldub tehtud töö potentsiaalsete energiate kaudu? Kineetiliste energiate kaudu? 291. Millega on võrdne antud jõuvälja punktis asetseva punktmassi potentsiaalne energia? Kas see on skalaarne või vektoriaalne suurus? 292
pindu, mille igas punktis on potentsiaalsel energial ühesugune väärtus. 305. Mis on potentsiaalne energia (selgitada oma sõnadega)? Potentsiaalne energia on töö varu, mida keha omab oma asendi tõttu ruumis. 306. Kuidas on seotud elementaartöö ja elementaar-potentsiaalne energia? Masspunktile mõjuva jõu elementaartöö on võrdne miinusmärgiga selle masspunkti elementaarpotentsiaalenergiaga. dW = -dV 307. Kuidas asetseb konservatiivne jõud ekvipotentsiaalpinna suhtes? Konservatiivne jõud peab olema risti ekvipotentsiaalpinnaga ja on suunatud potentsiaalse energia kahanemise suunas. 308. Millega võrdub konservatiivse jõu töö üle kinnise kontuuri? Üle lahtise kontuuri punktist A punkti B? Konservatiivse jõu töö üle kinnise trajektoori on alati null. Konservatiise jõu töö üle avatud trajektoori punktist A punkti B on WAB = VA - VB 309. Millise skalaarfunktsiooni gradiendiks on potentsiaalne energia?
Kahe punkti vaheline pinge näitab, kui suure töö teeb väli positiivset ühikulist laengut omava keha viimisel ühest punktist teise: U = A / q. Potentsiaali ja pinge ühikuks on üks volt. Üks volt (1 V) on pinge elektrivälja kahe punkti vahel siis, kui laengu 1 C viimisel ühest punktist teise teeb elektriväli töö 1 J : 1 V = 1 J / 1 C . Raskusväljas 1 V = 1 J /1 kg (aga seda reeglina ei kasutata). Pinge ja väljatugevuse seos: väljatugevus kahe ekvipotentsiaalpinna vahel on leitav nende pindade vahelise pinge jagamisel pindade vahekaugusega: E = U / d. Üks volt meetri kohta (1 V/m) on sellise elektrivälja tugevus, milles potentsiaal muutub piki jõujoont igal meetril ühe voldi võrra: 1 V/m = 1 N/C. Kuju 1 V/m kasutatakse rohkem. Üks elektronvolt (1 eV) on töö, mida teeb elektriväli ühe elementaarlaenguga osakese (elektroni) viimisel ühest punktist teise, kui nende punktide vaheline pinge on üks volt: 1 eV = 1 e . 1 V.
Kahe punkti vaheline pinge näitab, kui suure töö teeb väli positiivset ühikulist laengut omava keha viimisel ühest punktist teise: U = A / q. Potentsiaali ja pinge ühikuks on üks volt. Üks volt (1 V) on pinge elektrivälja kahe punkti vahel siis, kui laengu 1 C viimisel ühest punktist teise teeb elektriväli töö 1 J : 1 V = 1 J / 1 C . Raskusväljas 1 V = 1 J /1 kg (aga seda reeglina ei kasutata). Pinge ja väljatugevuse seos: väljatugevus kahe ekvipotentsiaalpinna vahel on leitav nende pindade vahelise pinge jagamisel pindade vahekaugusega: E = U / d. Üks volt meetri kohta (1 V/m) on sellise elektrivälja tugevus, milles potentsiaal muutub piki jõujoont igal meetril ühe voldi võrra: 1 V/m = 1 N/C. Kuju 1 V/m kasutatakse rohkem. Üks elektronvolt (1 eV) on töö, mida teeb elektriväli ühe elementaarlaenguga osakese (elektroni) viimisel ühest punktist teise, kui nende punktide vaheline pinge on üks volt: 1 eV = 1 e . 1 V.
Kahe punkti vaheline pinge näitab, kui suure töö teeb väli positiivset ühikulist laengut omava keha viimisel ühest punktist teise: U = A / q. Potentsiaali ja pinge ühikuks on üks volt. Üks volt (1 V) on pinge elektrivälja kahe punkti vahel siis, kui laengu 1 C viimisel ühest punktist teise teeb elektriväli töö 1 J : 1 V = 1 J / 1 C . Raskusväljas 1 V = 1 J /1 kg (aga seda reeglina ei kasutata). Pinge ja väljatugevuse seos: väljatugevus kahe ekvipotentsiaalpinna vahel on leitav nende pindade vahelise pinge jagamisel pindade vahekaugusega: E = U / d. Üks volt meetri kohta (1 V/m) on sellise elektrivälja tugevus, milles potentsiaal muutub piki jõujoont igal meetril ühe voldi võrra: 1 V/m = 1 N/C. Kuju 1 V/m kasutatakse rohkem. Üks elektronvolt (1 eV) on töö, mida teeb elektriväli ühe elementaarlaenguga osakese (elektroni) viimisel ühest punktist teise, kui nende punktide vaheline pinge on üks volt: 1 eV = 1 e . 1 V.
pind ( ehk „aegruumi auk“ ) alati täiesti kera kujuline. Ajas rändamiseks peab füüsilise keha pinnal tekkima laengute polarisatsioon ja see tähendab „aegruumi augu“ ajutist tekkimist elektrivälja energiatiheduse poolt. Elektriväljas on olulised just ekvipotentsiaal-pinnad tekitamaks aegruumi auku. See tähendab seda, et aegruumi auk tekib mööda välja ekvipotentsiaalpinda ( aegruumi augu kuju sõltub välja ekvipotentsiaalpinna kujust ) ja seetõttu ei pea aegruumi auk olema täiesti kerakujuline nagu gravitatsiooni korral, vaid sellest väga erinev. Näiteks inimese kujuga. 125 Tulemused Antud töö tulemus on jahmatav. Seni on kõik arvanud seda, et ajamasinat on väga raskesti teostatav või seda on koguni võimatu luua. Kuid tegelikult on kõik absoluutselt vastupidi. Nüüdis- aegne füüsika defineerib aega kui kestvust