Vai jūs varētu izskaidrot atšķirības un līdzības starp elektromagnētiskajiem laukiem, magnētiskajiem laukiem un gravitācijas laukiem?

Elektriskā lauka, magnētiskā lauka un gravitācijas lauka starpības un līdzības.

I. Starpības

Dažādas izcelsmes avoti

Elektriskais lauks: Izveidojams stacionāriem vai kustīgajiem ūdeņražiem. Piemēram, metāla bumbiņa ar pozitīvo ūdeņražu veidos elektrisku lauku apkārtējā telpā. Pozitīvais ūdeņražs piesaistīs negatīvos ūdeņražus un atstumīs pozitīvos ūdeņražus apkārtējā teritorijā.

Magnētiskais lauks: Izveidojams kustīgajiem ūdeņražiem (strāvām) vai pastāvīgiem magnētiem. Piemēram, taisna vada ar strāvu caur to veidos apļu magnētisko lauku to apkārt. Solenoids ar strāvu caur to arī veidos salīdzinoši stipru magnētisko lauku.

Gravitācijas lauks: Izveidojams objektiem ar masu. Zeme ir liels gravitācijas lauka avots. Jebkurš objekts uz Zemes tiks ietekmēts ar Zemes gravitācijas spēku.

Dažādas pamatīpašības

Magnētiskā lauka spēka īpašības: Magnētiskais lauks darbojas uz kustīgajiem ūdeņražiem vai strāvām. Šis spēks tiek saukts par Lorentsa spēku vai Ampera spēku. Lorentsa spēks F=qvB sin #(kur q ir ūdeņraža ūdeņraža daudzums, v ir ūdeņraža ātrums, B ir magnētiskā lauka stipruma, un # ir leņķis starp pārvietojuma virzienam un magnētiskā lauka virzienam).

Ampera spēks F=BIL sin# (kur I ir strāvas intensitāte un L ir vadāja garums). Magnētiskā lauka spēka virziens ir saistīts ar magnētiskā lauka virzienam un kustības (vai strāvas) virzienam, un to var novērtēt ar kreiso roku likumu.

Gravitācijas īpašības: Gravitācija ir sastāvdaļa no gravitācijas spēka starp diviem objektiem. Gravitācijas virzienam vienmēr ir vertikāli lejupeši. Gravitācijas spēka lielums G= mg(kur m ir objekta masa un g ir gravitācijas paātrinājums).

Dažādas lauka raksturības

Elektriskais lauks: Elektriskie lauka līnijas ir virtuālas līnijas, kas izmantojas, lai aprakstītu elektriskā lauka virzienam un stiprumam. Elektriskās lauka līnijas sākas no pozitīvajiem ūdeņražiem un beidzas pie negatīvajiem ūdeņražiem vai bezgalībā. Elektriskā lauka stipruma ir vektors, kas atspoguļo elektriskā lauka stiprumu un virzienam. Piemēram, elektriskā lauka, ko veido punkta ūdeņražs, elektriskā lauka stipruma E=kQ/r*r (kur k ir elektrostātiskais konstante, Q ir avota ūdeņraža ūdeņraža daudzums, un r ir attālums no avota ūdeņraža).

Magnētiskais lauks: Magnētiskā indukcijas līnijas ir arī virtuālas līnijas, kas izmantojas, lai aprakstītu magnētiskā lauka virzienam un stiprumam. Magnētiskās indukcijas līnijas ir slēgtas krivnes. Ārpus tām, tās sākas no N pola un atgriežas pie S pola. Iekšā, tās dodas no S pola uz N polu. Magnētiskās indukcijas intensitāte ir arī vektors, kas atspoguļo magnētiskā lauka stiprumu un virzienam. Piemēram, garā taisna vada ar strāvu caur to, magnētiskās indukcijas intensitāte B=u0I/2Πr (kur u0 ir vakuumā permeabilitāte, I ir strāvas intensitāte, un r ir attālums no vada).

Gravitācijas lauks: Gravitācijas lauka līnijas ir patiesībā gravitācijas virziena līnijas, vienmēr norādot vertikāli lejupeši pret Zemes centru. Gravitācijas paātrinājums ir vektors, kas atspoguļo gravitācijas lauka stiprumu. Gravitācijas paātrinājuma vērtība ir nedaudz atšķirīga dažādos Zemes virsmas punktos.

II. Līdzības

Pastāv lauku formā

Elektriskie lauki, magnētiskie lauki un gravitācijas lauki visi ir neredzami un neatkarīgi, bet tie visi var darboties uz objektiem to vidū. Tie pārnese spēku caur lauka formu telpā, neuztverot objektus tieši. Piemēram, ūdeņražs elektriskā laukā tiks ietekmēts ar elektriskā lauka spēku, magnēts magnētiskā laukā tiks ietekmēts ar magnētiskā lauka spēku, un objekts gravitācijas laukā tiks ietekmēts ar gravitācijas spēku.

Lauka intensitātes ir vektori

Elektriskā lauka stipruma, magnētiskās indukcijas intensitātes un gravitācijas paātrinājuma ir vektori. Viņi gan lielums, gan virzienam. Aprēķinot lauka spēku uz objektu, jāņem vērā lauka intensitātes virzienam. Piemēram, aprēķinot elektriskā lauka spēku, magnētiskā lauka spēku un gravitāciju, jānosaka spēka virzienam atbilstoši lauka intensitātes virzienam un objekta īpašībām.

Seko noteiktām fizikas likumiem

Elektriskie lauki, magnētiskie lauki un gravitācijas lauki visi sekos dažiem pamata fizikas likumiem. Piemēram, Kuluamba likums apraksta attiecību starp elektriskā lauka spēku starp diviem punkta ūdeņražiem un ūdeņraža daudzumu un attālumu; Biota-Savarta likums apraksta attiecību starp magnētisko lauku, ko veido strāvas elements, un strāvu, attālumu un leņķi; vispārējā gravitācijas likums apraksta attiecību starp gravitāciju starp diviem objektiem un masu un attālumu. Šie likumi ir svarīgi fiziķu pamati un atklāj lauku būtību un darbības likumus.