Hvordan ændres den elektriske potentiale energi mellem to positivt ladede partikler, hvis afstand dem reduceres med en faktor på 3?

forståelse af forholdet

* Coulombs lov: Kraften mellem to ladede partikler er direkte proportional med produktet af deres ladninger og omvendt proportional med kvadratet på afstanden mellem dem.

* Elektrisk potentiel energi: Den elektriske potentiale energi mellem to ladede partikler er det arbejde, der udføres for at bringe dem fra en uendelig afstand til deres nuværende adskillelse. Det er også direkte proportionalt med produktet af anklagerne og omvendt proportional med afstanden mellem dem.

Effekten af ​​at reducere afstand

Når du reducerer afstanden mellem to positivt ladede partikler med en faktor på 3, sker følgende:

1. Force øges: Kraften mellem dem bliver * ni * gange stærkere (da den er omvendt proportional med kvadratet på afstanden).

2. Potentiel energi øges: Den elektriske potentiale energi mellem dem øges også med en faktor på * tre * (da den er omvendt proportional med afstanden).

resume

* At reducere afstanden mellem to positivt ladede partikler øger den elektriske potentiale energi mellem dem.

* stigningen i potentiel energi er direkte proportional med faldet i afstand.

Matematisk repræsentation

Lade:

* `U være den oprindelige potentielle energi

* 'Du er den endelige potentielle energi

* `r` være den oprindelige afstand

* `r'` være den sidste afstand (r '=r/3)

Formlen for elektrisk potentiel energi er:

U =k * (q1 * q2) / r

Da r '=r/3, kan vi skrive:

U '=k * (q1 * q2) / r' =k * (q1 * q2) / (r / 3) =3 * k * (q1 * q2) / r =3U

Derfor er den endelige potentielle energi ('u') tre gange den oprindelige potentielle energi ('u').