Робота електростатичного поля

Легкий металева кулька підвісимо на тонкій шовковій нитці і розмістимо між металевими пластинами, з'єднаними з джерелом високої напруги (рис. 4.52). Підіб'ємо кульку до однієї з пластин і після торкання відпустимо його. Кулька почне здійснювати коливальний рух, торкаючись то одного, то іншого пластини. Такий рух кульку буде здійснювати до тих пір, поки пластини будуть заряджені і між ними буде електричне поле.

Розглянутий досвід показує, що електричне поле може виконувати роботу.

У механіці робота розраховується за формулою

де F - сила, що діє на тіло; s - модуль переміщення; α - кут між силою і переміщенням.

Застосуємо знання з механіки до обчислення роботи електростатичного поля.

Мал. 4.52. Рух металевого ша-ріка в електричному полі

Розглянемо точкове тіло, що має позитивний електричний заряд і знаходиться в однорідному електричному полі між двома паралельними пластинами, які мають різнойменні заряди і розміри, набагато більше, ніж відстані між ними (рис. 4.53).

На тіло, що знаходиться в точці A, діє електрична сила

яка має постійне значення і напрямок. Тіло віддалене від лівої пластини на відстань l1.

Нехай тіло рухається з точки A в точку B внаслідок дії електричної сили F̅е. Ця сила буде виконувати роботу

У точці B тіло буде перебувати на відстані l2 від лівої пластини.

Модуль переміщення s = AB.