Diferența dintre câmpul electric și câmpul gravitațional

Diferența principală - câmpul electric vs. câmpul gravitațional

În fizică, câmpurile electrice și gravitaționale sunt concepte foarte importante. Un câmp electric este un model care este folosit pentru a explica influențele și comportamentele încărcărilor și câmpurile magnetice variabile. Câmpurile electrice sunt produse prin particule de încărcare staționare și câmpuri magnetice variabile. Deci, particulele neutre nu pot crea câmpuri electrice. Un câmp gravitațional, pe de altă parte, este un model care este folosit pentru a explica fenomenele gravitaționale ale maselor. Chiar dacă particule neutre, cum ar fi neutronii, nu interacționează prin forțe electromagnetice, ele fac prin forțe gravitaționale. Aceasta este diferența principală dintre câmpul electric și câmpul gravitațional. Acest articol încearcă să descrie în detaliu diferența dintre câmpul electric și câmpul gravitațional.

Ce este un câmp electric

În fizică, un câmp electric este un model folosit pentru a explica sau a înțelege influențele și comportamentele încărcărilor și câmpurile magnetice variabile. În acest model, un câmp electric este reprezentat de linii de câmp. Liniile electrice de câmp sunt îndreptate spre încărcături negative, în timp ce acestea sunt îndreptate spre exterior de la încărcăturile pozitive. Câmpurile electrice sunt produse de sarcini electrice sau câmpuri magnetice variabile. Spre deosebire de taxe (taxe negative și pozitive), se atrage reciproc, cum ar fi taxele (negativ-negativ sau pozitiv-pozitiv) pe de altă parte, resping.

În modelul câmpului electric, sunt discutate mai multe cantități cum ar fi intensitatea câmpului electric, densitatea fluxului electric, potențialul electric și forța Coulomb, cele asociate încărcărilor și câmpurilor magnetice variabile. Intensitatea câmpului electric la un anumit punct este definită ca forța pe o particulă de încărcare de test a unității staționare exercitată de forțele electromagnetice.

Intensitatea câmpului electric (E) produsă de o particulă de încărcare punct (Q) este dată de

unde r este distanța dintre punct și particula încărcată și ε este permitivitatea mediului.

De asemenea, forța (F) experimentată de o sarcină q poate fi exprimată ca r este distanța dintre două încărcări

Munca făcută de forțele electromagnetice într-un câmp electric este independentă de cale. Deci, câmpurile electrice sunt câmpuri conservatoare.

Legea lui Coulomb poate fi folosită pentru a descrie un câmp electrostatic. (Un câmp electric care rămâne neschimbat în timp). Cu toate acestea, ecuațiile lui Maxwell descriu atât câmpurile electrice, cât și cele magnetice, în funcție de sarcini și curenți. Deci, ecuațiile Maxwell sunt foarte utile atunci când se ocupă cu câmpurile electrice și magnetice.

Gravitational lines lines (negru) și equipotentials în jurul Pământului.

Ce este un câmp gravitațional

Câmpul gravitațional este câmpul de forță în interacțiunea gravitațională, care este un model folosit pentru a explica și înțelege fenomenele gravitaționale.

În mecanica clasică, câmpul gravitațional este un câmp vectorial. Mai multe cantități, cum ar fi intensitatea câmpului gravitațional, forța gravitațională și potențialul gravitațional, sunt definite în acest model. Forța gravitațională a câmpului la un anumit punct este definită ca forța de forță asupra masei de încercare a unității exercitată de forța gravitațională. Forța gravitațională a câmpului (g) cauzată de o masă M la un anumit punct este o funcție a poziției punctului. Acesta poate fi exprimat ca

G este constanta gravitationala universala si r este vectorul unitar in directia r. Forța gravitațională reciprocă dintre două mase M și m este dată de 

Câmpurile gravitaționale sunt de asemenea câmpuri de forță conservatoare, deoarece munca depusă de forțele gravitaționale este independentă de calea.

Teoria newtoniană a gravitației nu este un model foarte precis. Mai ales, soluțiile Newtonian deviază în mod deosebit de la valorile reale când se ocupă de probleme de gravitate ridicată. Deci, teoria newtoniană a gravitației este utilă numai atunci când se ocupă de probleme de gravitație scăzută. Cu toate acestea, este suficient de precis pentru a fi utilizat în majoritatea aplicațiilor practice. Atunci când se ocupă de probleme de gravitate ridicată, trebuie utilizată relativitatea generală. În gravitație scăzută, este aproximată cu teoria Newtoniană.

Câmpul unei încărcături electrice pozitive în fața unei suprafețe metalice orizontale perfect conductive.

Diferența dintre câmpul electric și câmpul gravitațional

Câmpurile sunt cauzate de:

Câmp electric: Câmpul electric este cauzat de sarcini sau câmpuri magnetice variabile.

Câmp gravitațional: Câmpul gravitațional este cauzat de mase.

Puterea de rulare într-un câmp radial:

Câmp electric:

Câmp gravitațional:  

Unitatea SI a intensității câmpului:

Câmp electric: vm-1 (NC-1)

Câmp gravitațional: Domnișoară-2 (NKG-1)

Proporționalitate Constant:

Câmp electric: 1 / 4πε (Depinde de mediu, depinde de mediu)

Câmp gravitațional: G (constanta gravitațională universală)

Natura forței:

Câmp electric: Fie atractiv, fie respingător. (Se ridică între particulele încărcate)

Câmp gravitațional: Întotdeauna atractiv. (Se ridică între mase)

Forța într-un câmp radial:

Câmp electric:  

 (Legea lui Coulomb)

Câmp gravitațional:
(Legea lui Newton)

Datorită fotografiei:

"Câmp electric" de Geek3 - Lucrări proprii Acest complot a fost creat cu Vector Field Plot, (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons 

"Câmp gravitațional" de Sjlegg - lucrare proprie, (Domeniul public) prin Wikimedia Commons