Was sind die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen gravitativen und elektrischen Feldern?

Was sind die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen gravitativen und elektrischen Feldern?
Anonim

Es gibt viele Gemeinsamkeiten und Unterschiede, aber ich möchte darauf hinweisen, dass es wahrscheinlich die wichtigsten ist:

Ähnlichkeit: Inverse Quadratgesetze

Beide Felder gehorchen "umgekehrten quadratischen Gesetzen". Dies bedeutet, dass die Kraft von einer Punktquelle abfällt # 1 / r ^ 2 #. Wir wissen, dass die Kraftgesetze für jeden gelten:

#F_g = G (m_1m_2) / r ^ 2 und F_q = 1 / (4pi epsilon_0) (q_1q_2) / r ^ 2 #

Dies sind sehr ähnliche Gleichungen. Der grundlegende Grund dafür bezieht sich auf Kontinuitätsgesetze, da wir uns vorstellen können, die gesamte Oberfläche zu integrieren und eine Konstante zu finden, die nur proportional zum eingeschlossenen Volumen ist (Gauß'sches Gesetz), aber ich gehe davon aus, dass dies über Ihrer Vergütung liegt.

Ein Ergebnis davon ist, dass beide Kräfte Energien haben, die ähnlich schrumpfen # 1 / r #, da wir die Kraft über eine Distanz integrieren, um die Energie zu erhalten.

Unterschied: Massen sind nicht negativ

Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden ist, dass die Schwerkraft niemals abstoßend ist. Wenn Sie zwei gleiche Anklagen zusammenstellen, werden Sie immer Abstoßung erfahren. Auf der anderen Seite scheinen alle Massen attraktiv zu sein, d. H. Es gibt keine negative Masse wie eine negative Ladung.

Wenn wir pedantisch sein wollten, sollten wir die Definition der Kräfte mit schreiben #F_g = - G (m_1 m_2) / r ^ 2 #, aber das spielt hier keine Rolle.