Možete li objasniti razlike i sličnosti između električnih polja magnetskih polja i gravitacijskih polja

Postoji i razlike i sličnosti između električnih polja, magnetskih polja i gravitacijskih polja.

I. Razlike

Različite izvore generiranja

Električno polje: Generira se statičkim ili pokretnim nabojima. Na primjer, metalna kugla s pozitivnim nabojem generira električno polje u okolnom prostoru. Pozitivni naboj privlači negativne naboje i odbija pozitivne naboje u okolini.

Magnetno polje: Generira se pokretnim nabojevima (strujama) ili stalnim magnetima. Na primjer, pravac žica s strujom koja teče kroz njega generira kružno magnetsko polje oko njega. Solenoid s strujom koja teče kroz njega također generira relativno jako magnetsko polje.

Gravitacijsko polje: Generira se tijelima s masom. Zemlja je ogroman izvor gravitacijskih polja. Bilo koje tijelo na Zemlji bit će pod utjecajem gravitacijske sile Zemlje.

Različita osnovna svojstva

Svojstva sile magnetskog polja: Magnetno polje djeluje silom na pokretni naboj ili struju. Ova sila zove se Lorentzova sila ili Amperova sila. Lorentzova sila F=qvB sin #(gdje je q naboj, v brzina naboja, B jačina magnetskog polja, a # kut između smjera brzine i magnetskog polja).

Amperova sila F=BIL sin# (gdje je I intenzitet struje, a L duljina vodilice). Smjer sile magnetskog polja povezan je sa smjerom magnetskog polja i smjerom gibanja (ili smjerom struje), i može se odrediti lijevom rukom.

Svojstva gravitacije: Gravitacija je komponenta gravitacijske sile između dva tijela. Smjer gravitacije uvijek je vertikalno prema dolje. Veličina gravitacije G= mg (gdje je m masa tijela, a g ubrzanje zemljopadanja).

Različiti karakteristike polja

Električno polje: Linije električnog polja su virtualne linije koristene za opis smjera i jačine električnog polja. Linije električnog polja počinju s pozitivnim nabojevima i završavaju na negativnim nabojevima ili beskonačnosti. Jačina električnog polja je vektor koji odražava jačinu i smjer električnog polja. Na primjer, u električnom polju generiranom točkastim nabojem, jačina električnog polja E=kQ/r*r (gdje je k elektrostatična konstanta, Q naboj izvora naboja, a r udaljenost od izvora naboja).

Magnetno polje: Linije magnetske indukcije su također virtualne linije koristene za opis smjera i jačine magnetskog polja. Linije magnetske indukcije su zatvorene krivulje. Vanjski, one počinju na N polu i vraćaju se na S pol. Unutarnji, idu od S pola do N pola. Jačina magnetske indukcije također je vektor koji odražava jačinu i smjer magnetskog polja. Na primjer, oko duge ravne žice s strujom koja teče kroz nju, jačina magnetske indukcije B=u0I/2Πr (gdje je u0 permeabilnost vakua, I intenzitet struje, a r udaljenost od žice).

Gravitacijsko polje: Linije gravitacijskog polja zapravo su smjerovne linije gravitacije, uvijek pokazuju vertikalno prema dolje prema centru Zemlje. Ubrzanje zemljopadano je vektor koji odražava jačinu gravitacijskog polja. Vrijednost ubrzanja zemljopadanja malo varira na različitim lokacijama površine Zemlje.

II. Sličnosti

Postoje u obliku polja

Električna polja, magnetska polja i gravitacijska polja svi su nevidljivi i nedodirivi, ali mogu djelovati silom na objekte unutar njih. Oni prenose silu putem oblika polja u prostoru bez direktnog dodira s objektima. Na primjer, naboj u električnom polju bit će pod utjecajem sile električnog polja, magnet u magnetskom polju bit će pod utjecajem sile magnetskog polja, a objekt u gravitacijskom polju bit će pod utjecajem gravitacijske sile.

Jačine polja su sve vektori

Jačina električnog polja, jačina magnetske indukcije i ubrzanje zemljopadanja svi su vektori. Oni imaju i veličinu i smjer. Kada se računa sila polja na objekt, potrebno je uzeti u obzir smjer jačine polja. Na primjer, kada se računa sila električnog polja, magnetskog polja i gravitacije, smjer sile treba odrediti prema smjeru jačine polja i svojstvima objekta.

Prate određena fizička pravila

Električna polja, magnetska polja i gravitacijska polja sva prate neka osnovna fizička pravila. Na primjer, Coulombovo zakon opisuje odnos sile električnog polja između dvaju točkastih naboja i naboja i udaljenosti; Biot-Savartov zakon opisuje odnos magnetskog polja generiranog elementom struje i struje, udaljenosti i kuta; zakon univerzalne gravitacije opisuje odnos gravitacije između dva tijela i mase i udaljenosti. Ovi zakoni su važni temelji fizike i otkrivaju suštinu i zakone djelovanja polja.