Электр зарядыны саталу заы. Электростатикалы рісті негізгі заы мен сипаттамалары.

Зарядтарды екі трі болады: о зарядтар жне теріс зарядтар. Аттас зарядтар бірін-бірі тебеді, р аттас зарядтар бірін-бірі тартады. Элементар электр зарядыны шамасы . Электрон жне протон сйкесінші теріс жне о заряд тасушылар болып табылады.

Электр зарядыны саталу заы - тйыталан жйені электр заряды осы жйеде тетін кез келген процесс кезінде згермейді. q1 + q2 + q3+ ….+ qn = const

Электр рісікез келген заряд зіні айналасындаы кеістікте электр рісін туызады. Зарядтарда арасындаы зара сері осы электр рісі арылы жзеге асады. Зарядтарды араышытыы артан сайын электр рісі азаяды. Электр рісіні негізгі асиеті оны бір нктесіне орналаан заряда бір кшпен сер етуі. Зарядтарды зара серлесуі Кулон заымен сипатталады. Электрстатикалы рісті кштік сипаттамасы рісті кернеулігі болып табылады, ол бірлік о заряда сер ететін кшпен аныталады.

Кулон заы: Вакуумдаы екі нктелік зарядтар арасындаы зара сер кші зарядтара тура пропорциональ, ал оларды ара ашытытарыны квадратына кері пропорциональ

- пропорциональды коэффициент. кші зара серлесуші кштерді осатын тзу бойымен баытталады, яни центрлі кш. Тартылыс кезінде , ал тебіліс кезінде . -кшін Кулон кші деп атайды.

-ортаны диэлектрлік тімділігі деп аталады, ол

-зарядтарды вакуумдаы зара серлесу кші, - зарядтарды берілген ортадаы серлесу кші. Вакуум шін . Ендеше Кулон заы былай жазылады: ; -шамасы электрлік траты деп аталады.. .

Электростатикалы рісті кернеулігі берілген нктедегі бірлік заряда сер етуші кшке те:

Тйы беттен тетін векторыны аыны

Интеграл тйы бет бойынша алынады. векторыны аыны алгебралы шама, ол тек векторы рісіні конфигурациясына ана емес, сонымен атар -ні баытын тадап алуа да байланысты. Тйы беттер шін нормальді о баыты ретінде сырты нормаль баыты, яни бетті амтитын ауданны ішіне арай баытталан баыт алынады.

зарядтар тудыратын электростатикалы рісті рбір нктесіндегі кернеулік векторыны шамасы мен баытын анытау дісін арастырайы.

Бл тедеу электростатикалы рісті суперпозиция принципін рнектейді.

Электростатикалы рісті суперпозиция принципін олдана отырып неміс алымы К.Гаусс тйы беттен тетін кернеулік векторыны аынын анытайтын формула орытып шыарды.

Бл кез келген формалы тйы бет шін орынды.

зарядтан тратын андай да бір тйы бетті арасытрайы. Суперпозиция принципі бойынша

Ендеше, -вакуумдегі электростатикалы ріске арналан Гаусс теоремасы. Клемдік тыызды , осыдан

 

Инерция моменті жне кш моменті. атгы денені айналмалы озалысыны негізгі тедеуі. Айналан атты дененін кинетикалы энергиясы. атты денені серпімді деформациялары

Материалды нктелер жйесіні кш моменті сол нктелерді барлытарыны кш моменттеріні осындысына те:

 

. (4.6)

i нші нктеге тсірілген толы

,

мндаы – сырты кш, ал – ішкі кштер.

(4.4) ті уаыт бойынша дифференциалдап материалды нктелер жйесіні тедеуін аламыз

, , (4.7)

мндаы . (4.8)

шамасысырты кштерді осындысы

(4.4) дифференциалдап материалды нктелер жйесіні моментіні тедеуін аламыз

, = . (4.9)

– сырты кштерді моменті.

, =

Айналмалы озалыс динамикасыны негізгі тедеуі. Егер материалды нктелер жйесі О осіне атысты айналатын болса, онда ендеше мынаны аламыз.

(4.10)

мндаы , инерция моменті

. (4.11)

Денені инерция моменті – айналмалы озалыс кезіндегі денені инерттілігін сипаттайды.

(4.11) ескере отырып айналмалы озалыс динамикасыны негізгі тедеуін былай жазуа болады

, (4.12)

мндаы М – сырты кштерді айналу осіне атысты орыты моменті.

Жеке жадайда (4.12) рнегі былай жазылады:

(4.13)

немесе

,

мндаы – брышты деу.

 

 

4.2 сурет

 

(7.11) формуласын пайдаланып мынаны аламыз

,

мндаы – дискіні тыыздыы, ал – саиналы абатты клемі.

, мндаы b – диск алыдыы.

, (4.14)

мндаы Ro – диск радиусы

Осынлай жадайларда инерция моментін табу шін Гюйгенс – Штейнер теоремасыолданылады. Кез-келген оске атысты денені инерция моменті массалар центрі арылы тетін оске атысты инерция моментімен дене массасымен ара-ашытыыны квадратыны кбейтіндісіні осындысына те.

. (4.15)

14. Электростатикалы ріс шін Гаусс теоремасы. Зарядты сызыты, беттік жне клемдік тыыздыы. Острградский -Гаусс теоремасын рісті есептеуге олдану.

Электр зарядтарыны жйесіні кернеулігін электростатикалы рісті суперпозиция принципі бойынша есептеуді кез келген тйы бет арылы тетін электр рісіні кернеулік векторыны аынын анытайтын Гаусс теоремасын пайдалану арылы елерліктей жеілдетуге болады.

Центрінде орналасан нктелік зарядты орап тран радиусы , сфералы бет арылы кернеулік векторыны аынын арастырайы.

Бл нтиже кез келген формалы, зарядты орап тран бет шін дрыс.

Егер тйы бет зарядты орамаса, онда ол арылы тетін аын нольге те, яни бетке енетін кернеулік сызытарыны саны одан шыатын кернеулік сызытарыны санына те.

зарядын оршайтын кез келген бетті жалпы жадайын арастырайы. Суперпозиция принципі бойынша барлы зарядты жасайтын ріс кернеулігі жеке р зарядты жасайтын ріс кернеуліктеріні осындысына те. Сондытан

Вакуумдаы электростатикалы ріс шін Гаусс теоремасы:вакуумдаы кез келген тйы бет арылыэлектростатикалы рісті кенеулік векторыны аыны, осы бет ішіндегі зарядтарды алгебралы осындысын -ге блгенге те.

Егер клемдік тыыздыы заряд кеістікте таралан болса, онда Гаусс теоремасы:

.

Зарядталан денелерді зара серлесу кштері электр рісі арылы беріледі. озалмайтын зарядтарды электр рісін электростатикалы ріс деп атайды. Электр рісін санды сипаттау шін электр рісіні кернеулік векторы енгізілген.

Электр рісіні кернеулігі электр рісінде орналасан нктелік заряда сер ететін кшті осы зарядты шамасына атынасына те болады:

,

лшем бірлігі

Кернеулік векторыны баыты о заряда сер ететін кшті баытымен баыттас болады.

Электр рісіні кернеулік векторы электр рісіні кштік сипаттамасы болып табылады, яни электр рісінде орналасан бірлік о заряда сер ететін кшті анытайды.

Барлы нктесіндегі кернеулік векторыны баыты мен шамасы бірдей болатын электр рісін біртекті электр рісі деп атайды.

Электр рісіне енгізілген зарядтара ріс тарапынан сер ететін кш

.

Вакуумдегі нктелік зарядты тудыратын электр рісіні кернеулігі:

Зарядталан дене нктелік болмаан жадайда зарядталан денелерді келесі ш топа блуге болады: