高中物理(高一)
登入

重力、電力、磁力的比較:(待繼續補充上傳)

1. 重力(萬有引力)、重量

2. 電磁力:

(1) 靜電力(或庫侖靜電力)、電場力

(2) 磁極間的相互作用力、磁場對磁極的作用力、磁場力

一、重力(萬有引力)、重量

1. 萬有引力定律:

(1) 萬有引力定律:宇宙中任二物體間的相互吸引力,與二物體質量的乘積成正比,而與二物體質量中心間距離的平方成反比。
      F_g \, \propto \, \frac{m_1 m_2}{R^2} \quad \Rightarrow \quad F_g \, =\, \frac{Gm_1 m_2}{R^2}

 a. 重力以 F_g 表示,單位為牛頓 (N);二物體的質量以 m_1m_2Mm 表示,單位為公斤 (kg);二物體之間的距離以 R 表示,單位為公尺 (m)。

 b. 萬有引力常數 G,可由卡文迪西 (Cavendish) 用扭擺實驗測得。

  (a) G\, =\, 6.67\times 10^{-11} \; N\cdot m^2 /kg^2 \, =\, 6.67\times 10^{-11} \; m^3 /kg\cdot s^2

  (b) G 的單位為 N\cdot m^2 /kg^2,或可推算為 m^3 /kg\cdot s^2

(2) 萬有引力的性質:

 a. 萬有引力 (gravitational force),又稱為重力 (gravity)。

 b. 地球對物體的萬有引力稱為地球引力,因為指向地心,又稱為地心引力;物體所受的重力量值,又稱為物體的重量。

 c. 萬有引力定律僅適用於質點之間,或球體之間的相互作用。

 * 均勻球體或質量呈球狀分佈時的重力效應,首由牛頓以積分方法證明,如同球體的質量集中在其重心或質量中心相同,故萬有引力定律能使用於二球體之間的相互作用。

2. 重力場:

 

二、靜電力、電場力

1. 庫侖靜電定律、簡稱庫侖定律:

(1) 庫侖靜電定律:隔離系統中任二點電荷間的相互吸引力或排斥力,與二點電荷帶電量的乘積成正比,而與二點電荷間距離的平方成反比。
      F_e \, \propto \, \frac{q_1 q_2}{R^2} \quad \Rightarrow \quad F_e \, =\, \frac{kq_1 q_2}{R^2}

 a. 靜電力以 F_e 表示,單位為牛頓 (N);二點電荷的帶電量以 q_1q_2Qq 表示,單位為庫侖 (C);二點電荷之間的距離以 R 表示,單位為公尺 (m)。

  (a) 庫侖靜電常數、簡稱庫侖常數 k,可由卡文迪西 (Cavendish) 用扭擺實驗測得。

  (b) k\, =\, 9\times 10^9 \; N\cdot m^2 /C^2

  (c) 精密的數據為 k\, =\, 8.987 \times 10^9 \; N\cdot m^2 /C^2

 b. 在CGS制中,靜電力單位為達因 (dyne);帶電量單位為靜電庫侖 (statC,statcoulomb)、又稱為靜電單位 (esu,electrostatic unit of charge);距離單位為公分 (cm),則

  (a) 單位換算:1\; C\, =\, 3\times 10^9 \; statC;精密的數據為 1\; C\, =\, 2.99792458\times 10^9 \; statC
                                 1\; N\, =\, 10^5 \; dyne1\; m\, =\, 10^2 \; cm

  (b) 庫侖靜電常數:k\, =\, 1 \; dyne\cdot cm^2 /statC^2 \, =\, 1 \; dyne\cdot cm^2 /esu^2

(2) 靜電力的性質:

 a. 靜電力,又稱靜電作用力、庫侖靜電力、或庫侖力。

 b. 庫侖靜電定律僅適用於點電荷之間的相互作用。

 c. 同性電相排斥;異性電相吸引。

2. 電場:

 

三、磁極間的相互作用力、磁場力

1. 庫侖靜磁定律:(原先使用於CGS制,現在已甚少使用)

(1) 庫侖靜磁定律:隔離系統中任二磁極間的相互吸引力或排斥力,與二磁極的磁極強度 (磁強,pole strength) 的乘積成正比,而與二磁極間距離的平方成反比。
      F_m \, \propto \, \frac{Q_m q_m}{R^2} \quad \Rightarrow \quad F_m \, =\, \frac{KQ_m q_m}{R^2}

 a. 二磁極間的相互作用力以 F_m 表示,單位為達因 (dyne);二磁極的磁極強度以 Q_mq_m 表示,單位為單位磁強 (unit pole);二磁極之間的距離以 R 表示,單位為公分 (cm)。

 b. 庫侖靜磁常數 K = 1 m/henry(單位較複雜,在此不做詳細介紹)

(2) 二磁極間的相互作用力的性質:

 a. 通常規定 N 極的磁極強度取正 +Q_m;S 極的磁極強度取負 -Q_m

 b. 同名極相排斥;異名極相吸引。

2. 磁場:

 

 

0最後修改紀錄: 2010/10/21(Thu) 23:53:34


尚未登入. (登入)

since 2011/06/20 18:23