>>> Перейти на полный размер сайта >>>

Учебное особие по физике

Работа электростатического поля при перемещении зарядов

На электрические заряды в электростатическом поле действуют силы. Поэтому, если заряды перемещаются, то эти силы совершают работу. Рассчитаем работу сил однородного электростатического поля при перемещении положительного заряда q₀ из точки 1 в точку 2 вначале по траектории 1 2, а затем по траектории 1 3 2 (рис. 1).

Рис. 1

Так как поле однородно, то сила и работу можно рассчитать по формуле

где — модуль перемещения заряда между точками 1 и 2.

При перемещении заряда q₀ по траектории 1 3 2 работа может быть представлена как сумма работ на участках 1 3 и 3 2: A₁₃₂ = A₁₃ + A₃₂.

На участке 1 3 работа , где — модуль перемещения заряда между точками 1 и 3.

Из рисунка видно, что

На участке 3 2 работа равна

где — модуль перемещения заряда между точками 3 и 2. Следовательно,

Сравнивая полученные выражения, можно заметить, что работа по перемещению заряда в электростатическом поле не зависит от формы траектории, по которой двигался заряд q₀, а зависит только от начального и конечного положений заряда. Это утверждение справедливо и для неоднородного электростатического поля.

Найдем работу на замкнутой траектории 1 3 2 1:

Поле, работа сил которого не зависит от формы траектории и на замкнутой траектории равна нулю, называется потенциальным.