Электрический потенциал: объяснение на примере гравитации

Чтобы объяснить электрический потенциал, мистер П. сначала рассматривает гравитационную потенциальную энергию: удерживая три разные массы на одной и той же высоте 1,5 м над землей, Билли, Бо и Бобби вычисляют разные значения гравитационной потенциальной энергии, но деление каждого значения на его собственную массу всегда дает одно и то же 15 Дж/кг, показывая, что это отношение относится к самому местоположению, даже если там нет никакой массы; это отношение на единицу массы определяется как гравитационный потенциал. Возвращаясь к электричеству, два точечных заряда по 12 нКл, расположенные на расстоянии 2,0 м друг от друга, дают электрическую потенциальную энергию 6,5×10⁻⁷ Дж; деление этого значения на один из зарядов дает 54 В, электрический потенциал любой точки на расстоянии 2,0 м от оставшегося точечного заряда, что соответствует формуле для точечного заряда V = kq/r. Подобно тому, как каждая точка на высоте 1,5 м над землей обладает гравитационным потенциалом в 15 Дж/кг, каждая точка на расстоянии 2,0 м от этого заряда находится на сферической поверхности с потенциалом 54 В. Видео завершается выводом универсального гравитационного потенциала (V = -GM/r) из универсальной гравитационной потенциальной энергии и сравнением его формы с уравнением электрического потенциала, показывая, что Земля окружена концентрическими сферическими поверхностями с равномерным гравитационным потенциалом, подобно равномерным поверхностям электрического потенциала точечного заряда. Хотите конспект лекции? → http://www.flippingphysics.com/electric-potential-what-is-it.html Спасибо Херардо Гарсиа и остальным моим замечательным подписчикам на Patreon. Пожалуйста, рассмотрите возможность ежемесячной поддержки на http://patreon.com/FlippingPhysics Спасибо Кристоферу Беке, Джули Лангенбруннер и Лу Джисонне за то, что они были моей командой контроля качества этого видео. http://flippingphysics.com/quality-control.html Разделы: 0:00 Введение 0:20 Гравитационная потенциальная энергия 2:54 Гравитационный потенциал 4:41 Электрическая потенциальная энергия 5:44 Электрический потенциал 8:37 Гравитационный и электрический потенциал #ЭлектрическийПотенциал #ГравитационныйПотенциал #РавномерныйПотенциал Стандарты учебной программы: AP Physics 2, Раздел 10 Электрический потенциал, Тема 10.5 Электрический потенциал 10.5.A.1, 10.5.A.2: электрический потенциал описывает электрическую потенциальную энергию на единицу заряда в точке пространства; определяется путем скалярной суперпозиции электрического потенциала, создаваемого каждым точечным зарядом. AP Physics C: E&M, Unit 9 Electric Potential, Topic 9.2 Electric Potential 9.2.A.1, 9.2.A.2.i: электрический потенциал описывает электрическую потенциальную энергию на единицу заряда в точке пространства; электрический потенциал для одного точечного заряда равен V = kQ/r. Cambridge A Level (9702) 13.4.1, 13.4.2: гравитационный потенциал как работа, совершаемая на единицу массы при перемещении пробной массы из бесконечности в точку; φ = -GM/r для точечной массы. 18.5.1, 18.5.3: электрический потенциал как работа, совершаемая на единицу положительного заряда при перемещении пробного заряда из бесконечности в точку; V = Q / (4πε₀r) для точечного заряда. Физика IB D.1 (Понимание) [Гравитационный потенциал]: гравитационный потенциал Vg в точке — это работа, совершаемая на единицу массы при перемещении массы из бесконечности в эту точку, Vg = -GM/r; равен нулю на бесконечности. D.2 (Понимание) [Электрический потенциал]: электрический потенциал — это скалярная величина, равная нулю на бесконечности; электрический потенциал Ve в точке — это работа, совершаемая на единицу заряда при перемещении пробного заряда из бесконечности, Ve = kQ/r. JEE Main & NEET Раздел 6 Гравитация: гравитационная потенциальная энергия и гравитационный потенциал. Раздел 11 Электростатика: электрический потенциал и его расчет для точечного заряда. Физика Онтарио (SPH4U), Раздел D Гравитационные, электрические и магнитные поля "D2.3 (SPH4U): анализировать и решать задачи, связанные с электрической силой, напряженностью поля, потенциальной энергией и потенциалом в контексте однородных и неоднородных электрических полей (например, полей, создаваемых параллельными пластинами и точечными зарядами) [AI]" Физика Гаокао, Обязательный курс 3, 3.1 Электростатическое поле C3.1.5: "Знать, что заряд в электростатическом поле обладает электрической потенциальной энергией. Понимать потенциальную энергию, потенциал и разность потенциалов. Знать взаимосвязь между разностью потенциалов и напряженностью поля в однородном поле и анализировать движение заряженных частиц в поле." Физика по австралийской учебной программе, Модуль 3 Электричество и магнетизм ACSPH105: "Когда заряженное тело движется или перемещается из одной точки в другую в электрическом поле и его потенциальная энергия изменяется, над полем или полем совершается работа." MCAT, Категория содержания 4C: Электрохимия и электрические цепи и их элементы Электростатика (PHY) [Э...