q это в физике в чем измеряется

Особенности формулы заряда q

Электрический заряд – это основа работы любого электронного прибора и та величина, без которой невозможно посчитать ни один важный показатель в электродинамике и электростатике. Подробная расшифровка термина, описание формулы нахождения электрического заряда и образец решения типовой задачи приведены в данной статье.

Что такое электрический заряд q

Электрический заряд, обозначаемый в международной системе единиц буквами q и Q, считается скалярной физической величиной, которая определяет свойство частицы или тела выступать в качестве источника электромагнитного поля и вступать в прямое взаимодействие с ним. В физике существует несколько видов электромагнитных заряженных частиц, и они называются положительными или отрицательными. Обе единицы измеряются в Кулонах, а найти их можно путём вычисления произведения одного Ампера с одной секундой.

Понятие из учебного пособия

Формула нахождения заряда

Обратите внимание! Формула заряда является следствием прямой зависимости напряженности электромагнитного поля от потенциала его частицы, что является основным правилом нахождения емкости заряженного конденсатора и величины энергии, накопленной в нём. Кроме того, вычислить количество заряда можно через силу Лоренца.

Как вычислять с помощью законов

Поскольку q и Q являются скалярными единицами, вычислить их с помощью законов можно через точные формулы, выведенные известными учеными-физиками. К примеру, в соответствии с законом Кулона, можно найти величину и силовое направление взаимодействия заряженных частиц между несколькими неподвижными телами.

Закон сохранения

Все элементарные частицы подразделяются на нейтральные или заряженные. Они вступают во взаимодействие друг с другом внутри электромагнитного поля. Частицы, которые имеют одноименный электрон, отталкиваются, а разноименный – притягиваются. В первом случае наблюдается избыток электронов, а во втором – их недостаток. Оба типа частиц заряжаются посредством электризации. На практике, при возникновении данного явления, заряженные частицы равны по модулю, несмотря на противоположность знаков. Когда разные частицы притягиваются, то между ними происходит электризация и сохранение электрона. При этом, сумма всех изолированных системных частиц не изменяется, то есть, q + q + q…= const.

Закон Кулона

Выше было сказано, что электрические заряженные микрочастицы бывают как положительными, так и отрицательными, а их наличие подтверждается силовым взаимодействием, которое с помощью экспериментов на весах описал в 1785 году О. Кулон, создав свой физико-математический закон.

Закон Кулона представляет собой физическую закономерность, которая описывает взаимодействие наэлектризованных частиц между не электризованными, в зависимости от промежутка между ними. В соответствии с этой формулировкой, чем больше электронов имеет частица, тем ближе она расположена к другой элементарной единице заряда, и, соответственно, сила возрастает.

Обратите внимание! При увеличении расстояния между частицами, сал их взаимодействия неизменно убывает. В математической формуле это выглядит так: F1 = F2 = K*(q1*q2/r2), где q1 и q2 считаются модулями заряженных микрочастиц, k является коэффициентом пропорциональности, который зависит от системного выбора единицы, а r — расстоянием.

Образец решения задач по теме «Электрический заряд»

Ниже приведены образцы решения простых задач по электростатике, в частности, на закон Кулона.

Чтобы решить эту задачу, нужно воспользоваться эл заряд формулой F=K*(q1*q2/r2), подставив вместо букв известные величины. В результате, выйдет число 7,5.

Задача 2. Маленькие одинаковые шары находятся на промежутке в 0,15 метра и притягиваются с силой 1 микроньютон. Задача состоит в определении первоначальных зарядов шаров.

Чтобы решить вторую задачу, нужно использовать ту же формулу Кулона, но немного видоизмененную: F=kq2/r2. Затем вывести из правила показатель q2. Он будет равен Fr2/k. Подставив известные значения и выполнив несложные расчеты, получится цифры в 10^-7 или 10 микрокулон.

Формула для решения

В целом, электрический заряд представляет собой физическую скалярную величину, которая определяет способность тел являться источником электромагнитного поля и участвовать во взаимодействии с ним. Отыскать величину, которая обозначается буквами q и Q, для решения задач или для выполнения другой работы, можно через закон сохранения, Кулона и представленные выше основные физические формулы.

Источник

Список физических величин

Размерности физических величин зависят от выбранной системы единиц либо от выбранной системы физических величин. В приведенной таблице показаны размерности физических величин, принятые в СИ.

Полезное

Смотреть что такое «Список физических величин» в других словарях:

Список обозначений в физике — Необходимо проверить качество перевода и привести статью в соответствие со стилистическими правилами Википедии. Вы можете помочь … Википедия

Физическая величина — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей. Физическая … Википедия

Величина (физика) — Физическая величина это количественная характеристика объекта или явления в физике, либо результат измерения. Размер физической величины количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе,… … Википедия

Физические величины — Физическая величина это количественная характеристика объекта или явления в физике, либо результат измерения. Размер физической величины количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе,… … Википедия

Фотон — У этого термина существуют и другие значения, см. Фотон (значения). Фотон Символ: иногда … Википедия

Борн, Макс — У этого термина существуют и другие значения, см. Борн. Макс Борн Max Born … Википедия

Физика — Примеры разнообразных физических явлений Физика (от др. греч. φύσις … Википедия

Фотоны — Фотон Символ: иногда Излученные фотоны в когерентном луче лазера. Состав: Семья … Википедия

Масса — У этого термина существуют и другие значения, см. Масса (значения). Масса Размерность M Единицы измерения СИ кг … Википедия

Источник

Физические величины.

Физической величиной называется физическое свойство материального объекта, процесса, физического явления, охарактеризованное количественно.

Значение физической величины выражается одним или несколькими числами, характеризующими эту физическую величину, с указанием единицы измерения.

Размером физической величины являются значения чисел, фигурирующих в значении физической величины.

Единицы измерения физических величин.

Единицей измерения физической величины является величина фиксированного размера, которой присвоено числовое значение, равное единице. Применяется для количественного выражения однородных с ней физических величин. Системой единиц физических величин называют совокупность основных и производных единиц, основанную на некоторой системе величин.

Широкое распространение получило всего лишь некоторое количество систем единиц. В большинстве случаев во многих странах пользуются метрической системой.

Основные единицы.

Измерить физическую величину – значит сравнить ее с другой такой же физической величиной, принятой за единицу.

Для каждой физической величины в системе единиц должна быть предусмотрена соответствующая единица измерения. Эталоном единицы измерения является ее физическая реализация.

Эталоном длины является метр – расстояние между двумя штрихами, нанесенными на стержне особой формы, изготовленном из сплава платины и иридия.

Эталоном времени служит продолжительность какого-либо правильно повторяющегося процесса, в качестве которого выбрано движение Земли вокруг Солнца: один оборот Земля совершает за год. Но за единицу времени принимают не год, а секунду.

За единицу скорости принимают скорость такого равномерного прямолинейного движения, при котором тело за 1 с совершает перемещение в 1 м.

Отдельная единица измерения используется для площади, объема, длины и т. д. Каждая единица определяется при выборе того или иного эталона. Но система единиц значительно удобнее, если в ней в качестве основных выбрано всего несколько единиц, а остальные определяются через основные. Например, если единицей длины является метр, то единицей площади будет квадратный метр, объема – кубический метр, скорости – метр в секунду и т. д.

Основными единицами физических величин в Международной системе единиц (СИ) являются: метр (м), килограмм (кг), секунда (с), ампер (А), кельвин (К), кандела (кд) и моль (моль).

Источник

Основная особенность используемых в настоящее время систем единиц состоит в том, что между единицами разных величин имеются определенные соотношения. Эти соотношения установлены теми физическими законами (определениями), которыми связываются между собой измеряемые величины. Так, единица скорости выбрана таким образом, что она выражается через единицы расстояния и времени. При выборе единиц скорости используется определение скорости. Единицу силы, например, устанавливают при помощи второго закона Ньютона.

При построении определенной системы единиц, выбирают несколько физических величин, единицы которых устанавливают независимо друг от друга. Единицы таких величин называют основными. Единицы остальных величин выражают через основные, их называют производными.

Таблица единиц измерения «Пространство и время»

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

l, s, d

Протяжённость объекта в одном измерении.

Протяженность объекта в двух измерениях.

Протяжённость объекта в трёх измерениях.

α, φ

Величина изменения направления.

α, β, γ

Быстрота изменения координат тела.

метр в секунду в квадрате

м/с 2

Быстрота изменения скорости объекта.

рад/с =

Скорость изменения угла.

радиан на секунду в квадрате

рад/с 2 =

Быстрота изменения угловой скорости

Таблица единиц измерения «Механика»

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

Величина, определяющая инерционные и гравитационные свойства тел.

килограмм на кубический метр

кг/м 3

Масса на единицу объёма.

Масса на единицу площади.

кг/м 2

Отношение массы тела к площади его поверхности

Масса на единицу длины.

Отношение массы тела к его линейному параметру

кубический метр на килограмм

м 3 /кг

Объём, занимаемый единицей массы вещества

килограмм в секунду

Масса вещества, которая проходит через заданную площадь поперечного сечения потока за единицу времени

кубический метр в секунду

м 3 /с

Объёмный расход жидкости или газа

килограмм-метр в секунду

кг•м/с

Произведение массы и скорости тела.

экстенсивная, сохраняющаяся величина

килограмм-метр в квадрате в секунду

кг•м 2 /с

Мера вращения объекта.

килограмм-метр в квадрате

кг•м 2

Мера инертности объекта при вращении.

Действующая на объект внешняя причина ускорения.

Произведение силы на длину перпендикуляра, опущенного из точки на линию действия силы.

Произведение силы на время её действия

Давление, механическое напряжение

Па = (кг/(м·с 2 ))

Сила, приходящаяся на единицу площади.

Дж = (кг·м 2 /с 2 )

Скалярное произведение силы и перемещения.

Дж = (кг·м 2 /с 2 )

Способность тела или системы совершать работу.

экстенсивная, сохраняющаяся величина, скаляр

Вт = (кг·м 2 /с 3 )

Скорость изменения энергии.

Таблица единиц измерения «Периодические явления, колебания и волны»

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

Промежуток времени, за который система совершает одно полное колебание

Частота периодического процесса

Число повторений события за единицу времени.

Циклическая (круговая) частота

рад/с

Циклическая частота электромагнитных колебаний в колебательном контуре.

секунда в минус первой степени

Периодический процесс, равный числу полных циклов, совершённых за единицу времени.

Расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками в пространстве, в которых колебания происходят в одинаковой фазе.

метр в минус первой степени

Пространственная частота волны

Таблица единиц измерения «Тепловые явления»

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

Средняя кинетическая энергия частиц объекта.

кельвин в минус первой степени

Зависимость электрического сопротивления от температуры

gradT

Изменение температуры на единицу длины в направлении распространения теплоты.

Теплота (количество теплоты)

Дж = (кг·м 2 /с 2 )

Энергия, передаваемая от одного тела к другому немеханическим путём

джоуль на килограмм

Дж/кг

Кол-во теплоты, которое необходимо подвести к веществу, взятому при температуре плавления, чтобы расплавить его.

Кол-во теплоты, поглощаемой (выделяемой) телом в процессе нагревания.

джоуль на килограмм-кельвин

Дж/(кг•К)

Теплоёмкость единичной массы вещества.

джоуль на килограмм

Дж/кг

Мера необратимого рассеивания энергии или бесполезности энергии.

Таблица единиц измерения «Молекулярная физика»

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Описание

Примечания

моль

Количество однотипных структурных единиц, из которых состоит вещество.

M, μ

кг/моль

Отношение массы вещества к количеству молей этого вещества.

Дж/моль

Энергия термодинамической системы.

джоуль на моль-кельвин

Дж/(моль•К)

Теплоёмкость одного моля вещества.

метр в минус третьей степени

Число молекул, содержащихся в единице объема.

килограмм на кубический метр

кг/м 3

Отношение массы компонента, содержащегося в смеси, к объёму смеси.

моль на кубический метр

моль/м 3

Содержание компонента относительно всей смеси.

В, μ

квадратный метр на вольт-секунду

м 2 /(В•с)

Коэффициент пропорциональности между дрейфовой скоростью носителей и приложенным внешним электрическим полем.

Таблица единиц измерения «Электричество и магнетизм»

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

Протекающий в единицу времени заряд.

ампер на квадратный метр

А/м 2

Сила электрического тока, протекающего через элемент поверхности единичной площади.

Кл = (А·с)

Способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии.

экстенсивная, сохраняющаяся величина

Электрический дипольный момент

Электрические свойства системы заряженных частиц в смысле создаваемого ею поля и действия на неё внешних полей.

кулон на квадратный метр

Кл/м 2

Процессы и состояния, связанные с разделением каких-либо объектов, преимущественно в пространстве.

Изменение потенциальной энергии, приходящееся на единицу заряда.

Работа сторонних сил (некулоновских) по перемещению заряда.

Отношение силы F, действующей на неподвижный точечный заряд, помещённый в данную точку поля, к величине этого заряда q

Мера способности проводника накапливать электрический заряд

Ом = (м 2 ·кг/(с 3 ·А 2 ))

сопротивление объекта прохождению электрического тока

Удельное электрическое сопротивление

Способность материала препятствовать прохождению электрического тока

Способность тела (среды) проводить электрический ток

Векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля

Величина, учитывающая интенсивность магнитного поля и занимаемую им область.

Напряженность магнитного поля

Разность вектора магнитной индукции B и вектора намагниченности M

А•м 2

Величина, характеризующая магнитные свойства вещества

Величина, характеризующая магнитное состояние макроскопического физического тела.

Коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и полным магнитным потоком

Дж = (кг·м 2 /с 2 )

Энергия, заключенная в электромагнитном поле

Объемная плотность энергии

джоуль на кубический метр

Дж/м 3

Энергия электрического поля конденсатора

Мощность в цепи переменного тока

Величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока

Суммарная мощность с учетом активной и реактивной ее составляющих, а также отклонения формы тока и напряжения от гармонической

Таблица единиц измерения «Оптика, электромагнитное излучение»

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

Количество световой энергии, излучаемой в заданном направлении в единицу времени.

Световая, экстенсивная величина

Физическая величина, характеризующая количество «световой» мощности в соответствующем потоке излучения

Физическая величина, характеризует способность энергии, переносимой светом, вызывать у человека зрительные ощущения

Отношение светового потока, падающего на малый участок поверхности, к его площади.

люмен на квадратный метр

лм/м 2

Световая величина, представляющая собой световой поток

кандела на квадратный метр

кд/м 2

Сила света, излучаемая единицей площади поверхности в определенном направлении

Дж = (кг·м 2 /с 2 )

Энергия, переносимая оптическим излучением

Таблица единиц измерения «Акустика»

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

Переменное избыточное давление, возникающее в упругой среде при прохождении через неё звуковой волны

кубический метр в секунду

м 3 /с

Отношение объема сырья, подаваемого в реактор в час к объему катализатора

Скорость распространения упругих волн в среде

ватт на квадратный метр

Вт/м 2

Величина, характеризующая мощность, переносимую звуковой волной в направлении распространения

скалярная физическая величина

паскаль-секунда на кубический метр

Па•с/м 3

Отношение амплитуды звукового давления в среде к колебательной скорости её частиц при прохождении через среду звуковой волны

ньютон-секунда на метр

Указывает силу, необходимую для движения тела при каждой частоте

Физическая величина

Символ

Единица измерения физической величины

Ед. изм. физ. вел.

Описание

Примечания

Масса объекта, находящегося в состоянии покоя.

Величина, выражающая влияние внутренних взаимодействий на массу составной частицы

Элементарный электрический заряд

Минимальная порция (квант) электрического заряда, наблюдающегося в природе у свободных долгоживущих частиц

Дж = (кг·м 2 /с 2 )

Разность между энергией состояния, в котором составляющие части системы бесконечно удалены

Период полураспада, среднее время жизни

Время, в течение которого система распадается в примерном отношении 1/2

Величина, характеризующая вероятность взаимодействия элементарной частицы с атомным ядром или другой частицей

Величина, равная отношению общего числа распадов радиоактивных ядер нуклида в источнике ко времени распада

Энергия ионизирующего излучения

Дж = (кг·м 2 /с 2 )

Вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- или рентгеновское излучение) или частиц

Поглощенная доза ионизирующего излучения

Доза, при которой массе 1 кг передаётся энергия ионизирующего излучения в 1 джоул

Эквивалентная доза ионизирующего излучения

Поглощенная доза любого ионизирующего излучения, равная 100 эрг на 1 грамм облученного вещества

Экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучения

кулон на килограмм

Кл/кг

отношение суммарного электрического заряда ионов одного знака от внешнего гамма-излучения

Обозначения в физике с несколькими буквами

Специальные символы

Для удобства написания и чтения в среде ученых физиков принято использовать специальные символы, характеризующие те или иные явления и свойства.

Скобки

В физике принято использовать не только формулы, которые применяют в математике, но и специализированные скобки.

Диакритические знаки

Диакритические знаки добавляются к символу физической величины для обозначения определённых различий. Ниже диакритические знаки добавлены для примера к букве x.

Источник