Forskjellen mellom elektrisk felt og gravitasjonsfelt

Hovedforskjell - Electric Field vs Gravitational Field

I fysikk er elektriske og gravitasjonsfelt svært viktige konsepter. Et elektrisk felt er en modell som brukes til å forklare påvirkninger og atferd av kostnader og varierende magnetfelt. Elektriske felt er produsert av stasjonære ladningspartikler og varierende magnetfelt. Så, nøytrale partikler kan ikke lage elektriske felt. Et gravitasjonsfelt er derimot en modell som brukes til å forklare gravitasjonsfenomener av massene. Selv om nøytrale partikler som nøytroner ikke samhandler via elektromagnetiske krefter, gjør de via gravitasjonskrefter. Dette er hovedforskjellen mellom elektrisk felt og gravitasjonsfelt. Denne artikkelen prøver å beskrive forskjellen mellom elektrisk felt og tyngdefelt i detalj.

Hva er et elektrisk felt

I fysikk er et elektrisk felt en modell som brukes til å forklare eller forstå påvirkninger og oppførsel av kostnader og varierende magnetfelt. I denne modellen er et elektrisk felt representert av feltlinjer. Elektriske feltlinjer er rettet mot negative ladninger mens de er rettet utover fra positive ladninger. Elektriske felt er produsert av elektriske ladninger eller varierende magnetfelter. Til forskjell fra kostnader (negative og positive avgifter) tiltrekker hverandre seg, som kostnader (negativ-negativ eller positiv-positiv) derimot, avviser.

I den elektriske feltmodellen diskuteres flere mengder som elektrisk feltintensitet, elektrisk flux tetthet, elektrisk potensial og Coulomb de som er forbundet med ladninger, og varierende magnetfelt diskuteres. Den elektriske feltintensiteten ved et gitt punkt er definert som kraften på en stasjonær enhetstestladningspartikkel som utøves av elektromagnetiske krefter.

Den elektriske feltintensiteten (E) produsert av en punktladningspartikkel (Q) er gitt av

hvor r er avstanden mellom punktet og den ladede partikkel og e er permittiviteten til mediet.

Også kraften (F) som oppleves av en ladning q kan uttrykkes som r er avstanden mellom to ladninger

Arbeidet som utføres av elektromagnetiske krefter i et elektrisk felt er uavhengig av banen. Så, elektriske felt er konservative felt.

Coulombs lov kan brukes til å beskrive et elektrostatisk felt. (Et elektrisk felt som forblir uendret med tiden). Imidlertid beskriver Maxwells ligninger både elektriske og magnetiske felt som en funksjon av ladninger og strømmer. Så, Maxwell ligninger er svært nyttige når det gjelder elektriske og magnetiske felt.

Gravitasjonsfeltlinjer (svart) og equipotentials rundt jorden.

Hva er et gravitasjonsfelt

Gravitasjonsfeltet er kraftfeltet i gravitasjonsinteraksjon som er en modell som brukes til å forklare og forstå tyngdefaktorer.

I klassisk mekanikk er gravitasjonsfeltet et vektorfelt. Flere mengder som gravitasjonsfeltstyrke, gravitasjonskraft og gravitasjonspotensial er definert i denne modellen. Gravitasjonsfeltstyrken på et gitt punkt er definert som kraften på enhetstestmasse som utøves av gravitasjonskraften. Gravitasjonsfeltstyrken (g) forårsaket av en masse M på et gitt punkt er en funksjon av punktets posisjon. Det kan uttrykkes som

G er universell gravitasjonskonstant og r er enhetvektoren i retning av r. Den gjensidige tyngdekraften mellom to massene M og m er gitt av 

Gravitasjonsfelt er også konservative kraftfelt siden arbeidet som utføres av gravitasjonskrefter er uavhengig av banen.

Newtonian teori om gravitasjon er ikke en veldig nøyaktig modell. Spesielt avviger newtonske løsninger spesielt fra de faktiske verdiene når det gjelder høy tyngdekraftproblemer. Så, Newtonian teori om gravitasjon er bare nyttig når man arbeider med problemer med lav tyngdekraft. Imidlertid er det riktig nok til å bli brukt i de fleste praktiske applikasjoner. Når det gjelder høy tyngdekraftproblemer, må generell relativitet brukes. I lav tyngdekraft er det tilnærmet til newtonsk teori.

Felt med positiv elektrisk ladning foran en horisontal, perfekt ledende metalloverflate.

Forskjellen mellom elektrisk felt og gravitasjonsfelt

Felter er forårsaket av:

Elektrisk felt: Elektrisk felt er forårsaket av ladninger eller varierende magnetfelter.

Gravitasjonsfelt: Gravitasjonsfeltet er forårsaket av massene.

Feldstyrke i et radialt felt:

Elektrisk felt:

Gravitasjonsfelt:  

SI-enhet av feltstyrken:

Elektrisk felt: Vm^-1 (NC^-1)

Gravitasjonsfelt: ms^-2 (NKG^-1)

Proportionalitet Konstant:

Elektrisk felt: 1 / 4πε (Avhenger av mediet som avhenger av mediet)

Gravitasjonsfelt: G (universell gravitasjonskonstant)

Kraftens natur:

Elektrisk felt: Enten attraktiv eller avstøtende. (Oppstår mellom ladede partikler)

Gravitasjonsfelt: Alltid attraktiv. (Oppstår mellom massene)

Kraft i et radialt felt:

Elektrisk felt:  

 (Coulombs lov)

Gravitasjonsfelt:
(Newtons lov)

Bilde Courtesy:

"Electric Field" av Geek3 - Eget arbeid Denne plottet ble opprettet med Vector Field Plot, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 

"Gravitasjonsfelt" av Sjlegg - Eget arbeid, (Public Domain) via Commons Wikimedia