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给元手讲讲,质量、重力势能、库仑力、电压是咋回事

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元手曾经纳闷儿,为什么库仑力和电压没关系,既然说到重力势能的问题了,那就一块解释一下。
先说电,假设存在电荷量为q的正电荷,静止在一个无限大的,强度均匀为E的电场中。
此时电荷收到的库仑力为 F库=qE ,受力方向与电场方向相同。
那电压是什么呢?其实“电压”的别称是“电势差”,在电场中,两个点如果不在一个等势面上,就会存在电势差。
这两个等势面必然有高低之差,电场的方向也就是电势高的指向电势低的地方。
也就是说,正电荷会从高电势的地方,在电场力的作用下,向电势低的地方移动。
其中电荷的电能释放了多少呢?很简单,看库仑力做了多少正功:W库=F库 x d=q x E x d,其中d电荷运动的距离。
而从电场的角度,忽略固定的电荷,我们得到了电势差的计算方法:Ed,也就是场强和距离。
其中,假设低的等势面,电势为0,那电势高的等势面,电势为Ed,两个面的电压为(Ed-0)=Ed。
如果假设电势高的地方电势为0,那电势低的等势面,电势为-Ed,电压(0-(-Ed))=Ed。
可以看到,库仑力和电压存在同一个指标——电场强度。但常见的设备中,电池或电容的场强保持不变,因此库仑力更容易受电荷影响,而电压则受距离影响。
接下来说重力,我们生活在地球引力形成的重力场中,不论什么东西都收到地球的引力,俗称为重力。
假设一个小球质量为m,它的重力的大小怎么算呢,G=mg,其中m是质量,g是地球的重力加速度。
这个公式和库仑力公式异曲同工—— F库=qE,q是电荷量,代表电荷的特征,E是场强,代表电场的特征。
换句话说,质量m是物体本身的特征,g是重力场的特征。
【先不要说秤的示数的问题,先顺着我的思路走】
待在三楼的小球,重力势能是多少呢?以一楼地面为零势能面,三层楼高度为h,
三楼小球重力势能为 mgh,一楼小球的重力势能为 mg x 0=0,
负三层的小球重力势能是多少呢?mgX(-h)=-mgh
小球从三楼掉到一楼,动能增加多少?
不考虑能量损耗,动能增加的来源是重力势能的减少,也就是mgh-0
小球从三楼掉到负三楼呢? mgh-(-mgh)=2mgh
不论小球掉到哪里,重力的大小和他的高度没有关系,
同样类比回去,不论电荷运动到哪里,库仑力的大小和电荷的位置没有关系。
电荷在电场运动时,电荷量不变。小球在重力下运动时,质量也不会变化。
接下来给元手出一道题:
假设有一个超级大的电容,制造了三层楼高,均匀向上电场,让小球带上正电,库仑力与重力相等。
那么此时,小球的库仑力和重力会平衡,小球保持静止或匀速运动。
让小球从三楼匀速运动到地面,动能是没有变化的,那么这中间能量有什么变化呢?
答案是重力势能变成了电势能,如果你不认可,看看其他人怎么评价你的回复吧。


IP属地:上海1楼2022-05-17 16:01回复
    占一楼,沙发


    IP属地:江西来自Android客户端2楼2022-05-17 16:05
    收起回复
      2026-08-15 21:18:38
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      不感兴趣
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      @行者远己5Q 圆臀主要是看不懂中文


      IP属地:北京来自Android客户端3楼2022-05-17 16:32
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        笑死我了


        IP属地:北京来自Android客户端4楼2022-05-17 16:33
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          他连为什么靠测重力可以称质量都看不懂,你还指望他看懂这个


          IP属地:广东来自Android客户端7楼2022-05-17 17:08
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            任何势能都可以为0,重力势能、电势能、弹性势能、磁场势能等等。
            原因是因为“势能”表示的是“状态”,和“坐标”、“位置”等状态一样。
            下面的一条街道,如果元手在餐馆位置,三处地方相距均有25米,那么
            ———理发店—————餐馆——————客车站——————
            以理发店为坐标原点,元手的坐标是多少?
            以餐馆为坐标原点,元手的坐标是多少?
            以客车站为坐标原点,元手的坐标又是多少?
            【不考虑极坐标】
            那么,元手从餐馆向客车站走,他需要走多远?
            把横着的街换成竖着,建造在山坡上的商场,假设元手在服装店,那么:
            ——— 影院————————广汉公园—————
            ——— 服装店————
            ————车站广场 ——— 百货店————
            如果以“广汉公园”为地面,元手在几楼?以“车站广场”为地面,元手在几楼?
            等元手回答完这些问题,我再继续回答元手的问题


            IP属地:上海8楼2022-05-17 17:08
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              想起来了,元手还凭秤显示的是千克来反驳重力不存在的家伙
              那你爱说啥就说啥好了,反正给你解释是我闲的,能不能听懂看你自己造化


              IP属地:上海9楼2022-05-17 17:28
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                忽然意识到,这些东西给上初中的娃娃讲,还能挣点补习费用
                在这里跟猴子讲,啥用也没有


                IP属地:上海11楼2022-05-17 22:07
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                  2026-08-15 21:12:38
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                  不感兴趣
                  开通SVIP免广告
                  你等着。他一定能问的你都不知道从哪个角度吐槽。


                  IP属地:云南来自Android客户端12楼2022-05-18 08:44
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                    天呐,你竟然真的想教这种人物理概念???? 你认真的?



                    IP属地:上海13楼2022-05-18 09:24
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