Fisikako Oinarrizko Kontzeptuak: Indarrak, Energiak eta Eremu Elektrikoak

Indar-eremu Kontserbakorrak eta Ez-kontserbakorrak

Indar-eremua kontserbakorra da partikula bat A puntutik B puntura eramateko eremuaren indarrek egindako lana hasierako eta amaierako puntuen menpekoa denean soilik, hau da, egindako bidearen menpe ez dagoenean.

Eremu kontserbakorren definiziotik bi propietate ondoriozta daitezke:

• Bide itxian eremuak egindako lana nulua da.
• Magnitude berezi batek hasierako eta amaierako puntuen artean duen aldakuntza modura adieraz daiteke eremuak egindako lana: W = -∆E_p.

Indar kontserbakorrak izena erabiltzearen arrazoia hauxe da: gorputz batean eragiten ari diren indar guztiak kontserbakorrak badira, gorputzaren energia mekanikoak konstante irauten du. Hau da:

∆Em = 0
EmA = EmB
EkA + EpA = EkB + EpB

Aldiz, eremu ez-kontserbakorretan, izenak dioen bezala, energia ez da kontserbatzen eta, beraz, energia mekanikoak ez du konstante irauten.

Masa Puntual (edo Esferiko) Baten Grabitazio-potentziala

Espazioko puntu bateko potentzial grabitatorioa da masa-unitatea puntu horretatik infinituraino eramatean eremu grabitatorioak egiten duen lana.

Grabitazio-energia Potentziala

Masa batek espazioko puntu batean duen energia potentzial grabitatorioa da masa hori puntu horretatik infinituraino eramatean eremu grabitatorioak egiten duen lana.

Energia Mekaniko Osoa eta Energiaren Kontserbazioaren Printzipioa

Lurraren inguruan orbita zirkularrean dabilen satelite baten energia mekanikoa haren energia zinetikoaren eta potentzial grabitatorioaren batura da. Energia mekanikoa, hortaz, negatiboa da, eta energia potentzialaren erdia balio du. Zeinua negatiboa da hala dagokielako orbita itxiei, hau da, Lurraren erakarpenetik ihes egiteko gai ez diren objektuen orbitei.

Satelite bat orbitaz aldatzen bada, kanpo-indarrik ezean, satelitearen energia mekanikoa kontserbatu egiten da:

∆Em = 0
EmA = EmB
EkA + EpA = EkB + EpB

Karga Puntualen Arteko Indarra eta Eremu Elektrikoa

Bi karga puntualen arteko erakarpen edo alderapen indarra kargen balioen biderkadurarekiko zuzenki proportzionala da eta bien arteko distantziaren karratuarekiko alderantziz proportzionala (Coulomb-en legea).

Indar Elektrikoaren Ezaugarriak

Indar honen ezaugarriak hauek dira:

• Modulua: zuzenean Coulomb-en legetik lortzen dena.
• Norabidea: kargak biltzen dituen lerro zuzenaren norabidekoa da.
• Norantza: elkarrekintzan parte hartzen duten kargen ikurren araberakoa: ikur bereko kargak alderatu egiten dira eta ikur ezberdinekoak erakarri.
• Distantziarako indarrak dira, eta ez da inolako ingurune materialik behar kargen artean indar horiek eragin dezaten.
• Beti binaka ageri dira, akzio-erreakzioaren printzipioan azaltzen denez; hau da, F₁₂ eta F₂₁ indarrek modulu eta norabide berak dituzte, baina elkarren aurkako noranzkoak.
• Esperimentalki egiazta daitekeenez, indar elektrikoek gainezartzearen printzipioa betetzen dute. Hiru karga elektriko puntual edo gehiago edukiz gero, karga bakoitzaren gaineko indar erresultantea beste karga guztiek egiten dizkioten indarren batura bektoriala da.

Eremu Elektrikoaren Intentsitatea

Espazioko puntu bateko eremu elektrikoaren intentsitatea, E, puntu horretan jarriz gero karga positiboaren unitateak jasango lukeen indarra da.

SI sisteman, eremu elektrikoaren intentsitatearen unitatea newton zati coulomb (N/C) da.