Мне проще думать так: напряжение = разность потенциалов.
Суть: потенциал - это насколько "большое" поле в данной точке. Если вспомнить выражение для потенциала точечного заряда ~ q/r, то чем ближе рядом заряд и чем он больше, тем больше (по модулю) потенциал, а значит, и поле. Всё логично: если ближайший заряд от нас очень-очень далеко, то и поля он нам особенно не создаёт.
Поле может совершать работу. Например, возьмем два магнитика, повернём их одинаковыми полюсами и попробуем сдвинуть - не получится. Что-то мешает. Это что-то - действие поля (в данном случае скорее магнитного, в том смысле, что работает сила Лоренца, а не сила Ампера). Аналогично и с электрическим полем: известно, что одноименные заряды расталкиваются, а разноимённые - притягиваются. Можно думать, что поле совершает работу, отталкивая или притягивая заряды.
Энергия заряда в электростатическом поле определяется как qФ, где q - заряд, Ф - потенциал. Смысл этой потенциальной энергии понятен: если она положительная, то наблюдается отталкивание, если отрицательна - притяжение (напомню, что на бесконечности Ф = 0; кроме того система всегда стремится уменьшить свою энергию). Если заряд переместился из точки с потенциалом Ф1 в точку с потенциалом Ф2, то энергия взаимодействия с полем изменилась на qФ2 - qФ1 = q(Ф2 - Ф1). То, что стоит в скобках, называют напряжением U, а всю разность - работой.
В замкнутых системах энергия должна сохраняться. Запишем это в виде равенства E = K + qФ. Если qФ уменьшилось, то K (кинетическая энергия) должна увеличиться, т.е. тело разгонится. Изменение потенциальной энергии здесь равно qU. Итак, работа (изменение потенциальной энергии) пропорциональна некоторой величине - напряжению. Если напряжение большое, то может неслабо шибануть, если маленькое - не так сильно (в первом случае qU меняется сильно, во втором - слабо).
По поводу того, КАК конкретно поле совершает работу - кто его знает. Можно говорить, что энергию переносят специальные частицы - фотоны. Но на не очень глубоком уровне во все эти механизмы можно не углубляться.
Положительный заряд выбран просто так (можно было бы выбрать и отрицательный, в принципе). Просто хотелось, чтобы qU превратилось в U (тогда q = 1). В формулу A = qU можно подставлять любые заряды, но в определении проще положить q = 1.
Если тело свободно падает с некоторой высоты h, измерьте ее при дальномера или любого другого при Рассчитайте скорость падения тела v, найдя корень квадратный из произведения ускорения свободного падения на высоту и число 2, v=√(2∙g∙h). Если перед началом отсчета времени тело уже имело скорость v0, то к получившемуся результату прибавьте ее значение v=√(2∙g∙h)+v0. 2 Пример. Тело свободно падает с высоты 4 м при нулевой начальной скорости. Какова будет его скорость при достижении земной поверхности? Рассчитайте скорость падения тела по формуле, учитывая, что v0=0. Произведите подстановку v=√(2∙9,81∙4)≈8,86 м/с. 3 Измерьте время падения тела t электронным секундомером в секундах. Найдите его скорость в конце отрезка времени, которое продолжалось движение прибавив к начальной скорости v0 произведения времени на ускорение свободного падения v=v0+g∙t. 4 Пример. Камень начал падение с начальной скоростью 1 м/с. Найдите его скорость через 2 с. Подставьте значения указанных величин в формулу v=1+9,81∙2=20,62 м/с. 5 Рассчитайте скорость падения тела, брошенного горизонтально. В этом случае его движение является результатом двух типов движения, в которых одновременно принимает участие тело. Это равномерное движение по горизонтали и равноускоренное - по вертикали. В результате траектория тела имеет вид параболы. Скорость тела в любой момент времени будет равна векторной сумме горизонтальной и вертикальной составляющей скорости. Поскольку угол между векторами этих скоростей всегда прямой, то для определения скорости падения тела, брошенного горизонтально, воспользуйтесь теоремой Пифагора. Скорость тела будет равна корню квадратному из суммы квадратов горизонтальной и вертикальной составляющих в данный момент времени v=√(v гор²+ v верт²). Вертикальную составляющую скорости рассчитывайте по методике, изложенной в предыдущих пунктах. 6 Пример. Тело брошено горизонтально с высоты 6 м со скоростью 4 м/с. Определите его скорость при ударе о землю. Найдите вертикальную составляющую скорости при ударе о землю. Она будет такой же, как если бы тело свободно падало с заданной высоты v верт =√(2∙g∙h). Подставьте значение в формулу и получите v=√(v гор²+ 2∙g∙h)= √(16+ 2∙9,81∙6)≈11,56 м/с.
Мне проще думать так: напряжение = разность потенциалов.
Суть: потенциал - это насколько "большое" поле в данной точке. Если вспомнить выражение для потенциала точечного заряда ~ q/r, то чем ближе рядом заряд и чем он больше, тем больше (по модулю) потенциал, а значит, и поле. Всё логично: если ближайший заряд от нас очень-очень далеко, то и поля он нам особенно не создаёт.
Поле может совершать работу. Например, возьмем два магнитика, повернём их одинаковыми полюсами и попробуем сдвинуть - не получится. Что-то мешает. Это что-то - действие поля (в данном случае скорее магнитного, в том смысле, что работает сила Лоренца, а не сила Ампера). Аналогично и с электрическим полем: известно, что одноименные заряды расталкиваются, а разноимённые - притягиваются. Можно думать, что поле совершает работу, отталкивая или притягивая заряды.
Энергия заряда в электростатическом поле определяется как qФ, где q - заряд, Ф - потенциал. Смысл этой потенциальной энергии понятен: если она положительная, то наблюдается отталкивание, если отрицательна - притяжение (напомню, что на бесконечности Ф = 0; кроме того система всегда стремится уменьшить свою энергию). Если заряд переместился из точки с потенциалом Ф1 в точку с потенциалом Ф2, то энергия взаимодействия с полем изменилась на qФ2 - qФ1 = q(Ф2 - Ф1). То, что стоит в скобках, называют напряжением U, а всю разность - работой.
В замкнутых системах энергия должна сохраняться. Запишем это в виде равенства E = K + qФ. Если qФ уменьшилось, то K (кинетическая энергия) должна увеличиться, т.е. тело разгонится. Изменение потенциальной энергии здесь равно qU. Итак, работа (изменение потенциальной энергии) пропорциональна некоторой величине - напряжению. Если напряжение большое, то может неслабо шибануть, если маленькое - не так сильно (в первом случае qU меняется сильно, во втором - слабо).
По поводу того, КАК конкретно поле совершает работу - кто его знает. Можно говорить, что энергию переносят специальные частицы - фотоны. Но на не очень глубоком уровне во все эти механизмы можно не углубляться.
Положительный заряд выбран просто так (можно было бы выбрать и отрицательный, в принципе). Просто хотелось, чтобы qU превратилось в U (тогда q = 1). В формулу A = qU можно подставлять любые заряды, но в определении проще положить q = 1.
2
Пример. Тело свободно падает с высоты 4 м при нулевой начальной скорости. Какова будет его скорость при достижении земной поверхности? Рассчитайте скорость падения тела по формуле, учитывая, что v0=0. Произведите подстановку v=√(2∙9,81∙4)≈8,86 м/с.
3
Измерьте время падения тела t электронным секундомером в секундах. Найдите его скорость в конце отрезка времени, которое продолжалось движение прибавив к начальной скорости v0 произведения времени на ускорение свободного падения v=v0+g∙t.
4
Пример. Камень начал падение с начальной скоростью 1 м/с. Найдите его скорость через 2 с. Подставьте значения указанных величин в формулу v=1+9,81∙2=20,62 м/с.
5
Рассчитайте скорость падения тела, брошенного горизонтально. В этом случае его движение является результатом двух типов движения, в которых одновременно принимает участие тело. Это равномерное движение по горизонтали и равноускоренное - по вертикали. В результате траектория тела имеет вид параболы. Скорость тела в любой момент времени будет равна векторной сумме горизонтальной и вертикальной составляющей скорости. Поскольку угол между векторами этих скоростей всегда прямой, то для определения скорости падения тела, брошенного горизонтально, воспользуйтесь теоремой Пифагора. Скорость тела будет равна корню квадратному из суммы квадратов горизонтальной и вертикальной составляющих в данный момент времени v=√(v гор²+ v верт²). Вертикальную составляющую скорости рассчитывайте по методике, изложенной в предыдущих пунктах.
6
Пример. Тело брошено горизонтально с высоты 6 м со скоростью 4 м/с. Определите его скорость при ударе о землю. Найдите вертикальную составляющую скорости при ударе о землю. Она будет такой же, как если бы тело свободно падало с заданной высоты v верт =√(2∙g∙h). Подставьте значение в формулу и получите v=√(v гор²+ 2∙g∙h)= √(16+ 2∙9,81∙6)≈11,56 м/с.