Hvordan kan du finde kraften mellem objekter, der er nogen distnace fra hinanden?

Forskellige kræfter, forskellige ligninger:

* gravitationskraft: Dette er tiltrækningskraften mellem to objekter med masse. Ligningen for gravitationskraft er:

`` `

F =g * (m1 * m2) / r^2

`` `

Hvor:

* F er gravitationskraft

* G er gravitationskonstanten (ca. 6,674 x 10^-11 n m²/kg²)

* M1 og M2 er masserne af de to objekter

* r er afstanden mellem deres centre

* Elektrostatisk kraft: Dette er kraften til tiltrækning eller frastødelse mellem ladede genstande. Ligningen for elektrostatisk kraft er:

`` `

F =k * (q1 * q2) / r^2

`` `

Hvor:

* F er den elektrostatiske kraft

* k er Coulombs konstant (ca. 8.98755 x 10^9 n m²/c²)

* Q1 og Q2 er størrelsen på anklagerne på de to objekter

* r er afstanden mellem deres centre

* Magnetisk kraft: Dette er den kraft, der udøves af et magnetfelt på en bevægelig elektrisk ladning. Ligningen for magnetisk kraft er mere kompliceret og afhænger af magnetfeltets retning, opladningshastigheden og ladningens størrelse.

Nøglekoncepter:

* Inverse Square Law: Både gravitations- og elektrostatiske kræfter følger en omvendt kvadratlov, hvilket betyder, at kraften falder hurtigt, når afstanden mellem objekterne øges. Dette er grunden til, at kraften bliver meget svagere, når objekterne er længere fra hinanden.

* attraktiv vs. frastødende: Gravitationskraft er altid attraktiv. Elektrostatisk kraft kan være attraktiv (modsatte afgifter) eller frastødende (som afgifter).

* felter: Du kan også tænke på disse kræfter med hensyn til felter. Gravitationsfelter oprettes af masser, og elektrostatiske felter oprettes ved ladninger. Disse felter udøver kræfter på andre masser eller afgifter i dem.

Eksempel:

Lad os sige, at du vil finde gravitationskraften mellem jorden og månen:

1. Identificer masserne:

* Mass af jord (M1) =5,972 x 10^24 kg

* Masse af måne (m2) =7,342 x 10^22 kg

2. Identificer afstanden:

* Gennemsnitlig afstand mellem jord og måne (r) =3,844 x 10^8 m

3. Anvend ligningen:

`` `

F =(6,674 x 10^-11 n m² / kg²) * (5,972 x 10^24 kg * 7,342 x 10^22 kg) / (3,844 x 10^8 m)^2

`` `

* F ≈ 1,98 x 10^20 n (dette er tiltrækningskraft mellem jorden og månen)

Konklusion:

For at finde kraften mellem objekter på enhver afstand skal du kende typen af ​​kraft og de relevante oplysninger (masser, ladninger, afstande osv.) Og derefter anvende den passende ligning.