Question

Закон збереження повної енергії заряду в електростатичному полі

Answer 1

Теорема Гауса для електричного поля що визначає створення електро статичного поля зарядами.

Answer 2

Закон збереження повної енергії заряду в електростатичному полі є одним з основних принципів електростатики. Цей закон стверджує, що в електростатичній системі, яка складається з заряджених частинок, загальна енергія системи залишається постійною, якщо немає зовнішніх впливів.

Формально, закон можна записати так:

Початкова енергія системи (Eпоч) = Кінцева енергія системи (Eкінц)

Загальна енергія системи складається з двох компонентів:

1. Електрична потенціальна енергія (Еел): Це енергія, пов'язана з взаємодією між зарядженими частинками у полі. Для системи заряджених частинок, що знаходяться у вакуумі, електрична потенціальна енергія між двома зарядженими об'єктами зарядами q₁ та q₂, розділеними відстанню r, обчислюється за формулою:

Еел = k * |q₁ * q₂| / r

де k - електростатична константа (константа Кулона), що дорівнює приблизно 8.99 × 10^9 Н·м²/Кл².

2. Кінетична енергія (Ек): Це енергія, пов'язана з рухом заряджених частинок у полі. В електростатичному полі зазвичай розглядаються статичні заряджені об'єкти, тому кінетична енергія зазвичай вважається нульовою.

Таким чином, у статичних умовах закон збереження повної енергії заряду в електростатичному полі можна записати як:

Eпоч = Еел

Цей закон допомагає розуміти та аналізувати різні електростатичні ситуації, такі як взаємодія між зарядженими об'єктами, накопичення заряду на поверхнях, розподіл зарядів у провідниках тощо.