Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 04. 05. 2013 15:20

n0sf3ratus
Příspěvky: 38
Reputace:   
 

Intenzita elektrickeho pola

1)
Tenky nevodivy prstenec o polomere R je rovnomerne nabity kladnym nabojom s dlzkovou hustotou t(tau). Aka je intenzita E elektrického pola v bode P, ktora je vo vzdialenosti z od roviny prstenca na jeho osi sumernosti.

2)
Pocas blesku vznikne kanal elektronov tiahnuci sa od mraku k zemskemu povrchu. Tieto elektrony pochadzaju jednak z mrakov a z molekul vzduchu, ktore su ionizovane. Typicka hodnota dlzkovej hustoty naboja v kanale je -1*10^-3 C/m. Ked blesk udrie na zem, elektrony vo vodivom kanale prejdu na zemsky povrch. Pri zrazkach elektronov s molekulami vzduchu dochadza k ich ionizacii. Urcte polomer kanalu, ak k ioénizacii dochadza pri prekroceni elektrickej intenzity 3*10^6 N/C.

3)
Elektron je vystreleny kolmo k velkej kovovej doske, ktora nesie zaporny naboj s plosnou hustotou 2*10^-6 C/m^2. Pociatocna kineticka energia elektronu je 100 eV. V dosledku odpudivych sil sa elektron zastavi prave v okamihu, ked sa dotkne dosky. Urcte vzdialenost, z ktorej bol elektron vystreleny.


bol by prosim niekto ochotny a pomohol by mi s tymito prikladmi ? dakujem

Offline

 

#2 04. 05. 2013 16:23

Brzls
Veterán
Příspěvky: 1033
Škola: MFF UK (15-..., Bc.)
Pozice: Student
Reputace:   66 
 

Re: Intenzita elektrickeho pola

1. Asi se to bude vysvětlovat těžko, takže si určitě nakresli obrázek. Prstenec má pochopitelně tvar kružnice. Představ si, že tuto kružnici rozdělíš na půl, a potom budeš zkoumat silové působení malých nábojů (rozložených na nekonečně malém úseku dl, tedy Q=tau.dl) které leží přímo na proti sobě. Jestliže vyberu tedy bod P na ose, tak vodorovné složky sil, kterou by působili námi vybrané náboje na jednotkový náboj v tomto místě se vyruší, a uplatní se jenom svislá složka (a to dvakrát - sleduju dva náboje). Když si na tom obrázku bod P spojíš s jedním z námi vybraných nábojů, tak tato spojnice bude svírat s osou úhel alfa (jeho kosinus pak taky lehce dopočítám z pythagorovy věty).
Tedy síla kterou by působil na jednotkový náboj námi vybraný náboj tau.dl by měla velikost:
$\frac{1}{4\pi \varepsilon }.\frac{\tau dl}{(\sqrt{z^{2}+R^{2}})^{2}}$
Jelikož ale uvažuji dva náboje proti sobě, tak se vodorovné složky vyruší a svislá bude dvakrát tak velká:
$2(cos\alpha \frac{1}{4\pi \varepsilon }.\frac{\tau dl}{(\sqrt{z^{2}+R^{2}})^{2}})$
Ted už musíš jen vyjádřit cos(alfa) pomocí R a z, dosadit a integrovat ve správných mezích. To už by se podařilo? Taky doufám že sem to nepopsal moc zmateně, bez náčrtku se mi to těžko vysvětluje

Offline

 

#3 04. 05. 2013 16:37 — Editoval n0sf3ratus (04. 05. 2013 16:41)

n0sf3ratus
Příspěvky: 38
Reputace:   
 

Re: Intenzita elektrickeho pola

tak ten obrazok sa mi zda ze by mal vyzerat takto

http://i43.tinypic.com/20i9ier.png

a mam vzorec ktory hovory ze aka je intenzita v bode P

$E_{p}=\frac{Q*Z}{4\pi \varepsilon _{0}}*\frac{1}{(Z^{2}+R^{2})^{3/2}}$


len neviem ako to spravit s tym tau neviem ci staci len to Q nahradit tau*dl

Offline

 

#4 04. 05. 2013 16:42

Brzls
Veterán
Příspěvky: 1033
Škola: MFF UK (15-..., Bc.)
Pozice: Student
Reputace:   66 
 

Re: Intenzita elektrickeho pola

3. Tady je opět potřeba určit intenzitu pole ve vzdálenosti od desky (to bys uměl?), a z toho bude užitečné určit potenciál. Pak už jenom stačí si uvědomit, že pokles energie je stejný jako práce vykonaná polem desky, a z toho potom uvidíš že lze určit počáteční vzdálenost (nezapomeň že náboj má i potenciální energii).

Offline

 

#5 04. 05. 2013 17:04

Brzls
Veterán
Příspěvky: 1033
Škola: MFF UK (15-..., Bc.)
Pozice: Student
Reputace:   66 
 

Re: Intenzita elektrickeho pola

↑ n0sf3ratus: Ano ten náboj se opravdu rovná tau.dl, jenže pak tím pádem musím výraz integrovat přes půlkružnici abych dostal konečný výsledek

Offline

 

#6 04. 05. 2013 17:06

n0sf3ratus
Příspěvky: 38
Reputace:   
 

Re: Intenzita elektrickeho pola

tak intenzitu urcim asi podla tohto a sak je to vlastne intenzita a r je vzdialenost od zdroja teda od dosky


$E=\frac{1}{4\pi \varepsilon _{0}}*\frac{Q}{r^{2}}$

tak asi vyjadrim si r ale tak co s tym potom dalej a potencionalna energia naboja je $E_{p}= m*g*h$ ale to tiez neviem ze ako mi pomoze

Offline

 

#7 04. 05. 2013 17:10

n0sf3ratus
Příspěvky: 38
Reputace:   
 

Re: Intenzita elektrickeho pola

↑ Brzls:


tak potom integrovat tamten cely vyraz s hranicami povedzme od nula po pi*r ked obvod je 2*pi*r a potrebujeme lne polovicu kruznice tak deleno dva a vyjde nam pi*r

Offline

 

#8 04. 05. 2013 17:13 — Editoval Brzls (04. 05. 2013 17:17)

Brzls
Veterán
Příspěvky: 1033
Škola: MFF UK (15-..., Bc.)
Pozice: Student
Reputace:   66 
 

Re: Intenzita elektrickeho pola

↑ n0sf3ratus: Ten vzorec pro E platí jen rpo radiální pole (tedy které způsobuje například jeden jedíný bodový náboj) Pro tu desku to bude přece jenom trochu složitější. A s tou potenciální energií to platí pro energii v tíhovém poli země. V elektrostatickém poli platí že potenciální energie se rovná součinu velikosti náboje s potenciálem v daném bodě

Offline

 

#9 04. 05. 2013 17:16

Brzls
Veterán
Příspěvky: 1033
Škola: MFF UK (15-..., Bc.)
Pozice: Student
Reputace:   66 
 

Re: Intenzita elektrickeho pola

↑ n0sf3ratus: Přesně tak, výsledek by tedy měl být
$E=\frac{z\tau R}{2\varepsilon _{0}(z^{2}+R^{2})^{\frac{3}{2}}}$

Offline

 

#10 04. 05. 2013 17:16 — Editoval n0sf3ratus (04. 05. 2013 17:18)

n0sf3ratus
Příspěvky: 38
Reputace:   
 

Re: Intenzita elektrickeho pola

hm no asi z toho nic nebude lebo fakt nicomu z toho nechapem. ale dakujem aspon za ochotu pomoct. aspon ten prvy priklad mam teda dobre

Offline

 

#11 04. 05. 2013 17:20

Brzls
Veterán
Příspěvky: 1033
Škola: MFF UK (15-..., Bc.)
Pozice: Student
Reputace:   66 
 

Re: Intenzita elektrickeho pola

↑ n0sf3ratus: Opravdu ne? Inu rádo se stalo a kdyby si se nakonec přece jen dostal k nějakému výsledku tak ho sem hoď. A co se týče příkladu 2 tak přiznávám že také nevim, tyhle příklady "ze života" byly vždycky kámen úrazu.

Offline

 

#12 04. 05. 2013 17:27

n0sf3ratus
Příspěvky: 38
Reputace:   
 

Re: Intenzita elektrickeho pola

vlasten v tom tretom priklade tak co je ten vzorec na intenzitu tak tam ide teda o to ze to je jedna naboj to q a v priklade je zadane ze doska nesie ten zaporny naboj s takou hustotou a tak tak tym vlastne len nahradim to q ale co dalej s tym vzorcom

Offline

 

#13 04. 05. 2013 17:29 — Editoval Brzls (04. 05. 2013 17:31)

Brzls
Veterán
Příspěvky: 1033
Škola: MFF UK (15-..., Bc.)
Pozice: Student
Reputace:   66 
 

Re: Intenzita elektrickeho pola

Jinak ještě k té desce, tak mě napadá že se na to dá koukat takhle: Zkus určit intenzitu elektrického pole způsobeného nabitou příkmou. Poté když budeš uvažovat, že rovina je vlastně tvořena "nekonečně úzkými" pruhy (přímkami) tak by si opět mohl využít něčeho podobného jako u toho prstence (symetrie) - tedy že se ti vyruší ty vodorovné složky a zůstanou jen svislé. Jak ale určit závoslost intenzity pole na vzdálenosti od přímky to přenechám tobě.

To co si napsal není pravda - musíš postupovat stejně jako u toho prstence (pochopitelně ta úvaha vypadá jinak, složitějc), nemůže vycházet z toho vztahu jak si psal

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson