Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Pole grawitacyjne a pole elektrostatyczne

Zadaniem grafiki interaktywnej jest pomóc uczniowi uporządkować sobie i zapamiętać pojęcia związane z polem grawitacyjnym i elektrostatycznym. Wskazano w niej wiele płaszczyzn analogii, zaznaczając różne ich rodzaje odrębnymi kolorami czcionki lub tła. W dymkach podano dodatkowe informacje dotyczące niektórych wielkości i własności oraz odpowiednie wzory.

R11t1Mi72dP0d
Opis alternatywny animacji.
Grafika interaktywna przedstawia pojęcia opisujące pole elektrostatyczne i grawitacyjne dobrane do siebie na zasadzie podobieństw.
Grafika została podzielona na cztery rzędy. W pierwszym rzędzie przedstawiono wielkości charakteryzujące pole grawitacyjne. W drugim rzędzie umieszczono odpowiadające im wielkości charakteryzujące pole elektrostatyczne. W trzecim rzędzie umieszczono wielkości charakteryzujące obiekt znajdujący się w polu grawitacyjnym. W czwartym rzędzie umieszczono odpowiadające im wielkości charakteryzujące obiekt znajdujący się w polu elektrostatycznym.
Grafika jest też podzielona na trzy kolumny. W pierwszej kolumnie umieszczono wielkości wektorowe a ich nazwy umieszczono białym tekstem na zielonym tle. W drugiej kolumnie umieszczono wielkości skalarne a ich nazwy umieszczono białym tekstem na czerwonym tle. Zgodnie z napisem umieszczonym czerwoną czcionką są to pojęcia, które można określić tylko po wyborze punktu odniesienia. W trzeciej kolumnie umieszczono pojęcia, których wartość zawsze można określić (są związane z wykonywaną pracą. Nazwy wielkości fizycznych w tej kolumnie zostały zapisane białą czcionką na niebieskim tle. W pierwszej kolumnie i w pierwszym wierszu znajduje natężenie pola grawitacyjnego, oznaczone numerem jeden. W pierwszej kolumnie i w drugim wierszu znajduje się natężenie pola elektrostatycznego, oznaczone numerem dwa.
W pierwszej kolumnie i w trzecim wierszu znajduje się siła grawitacyjna, oznaczona numerem trzy. W pierwszej kolumnie i w czwartym wierszu znajduje się siła elektrostatyczna, oznaczona numerem cztery.
W drugiej kolumnie i w pierwszym wierszu znajduje się potencjał grawitacyjny, oznaczony numerem pięć. W drugiej kolumnie i w drugim wierszu znajduje się potencjał elektrostatyczny, oznaczony numerem sześć. W drugiej kolumnie i w trzecim wierszu znajduje się energia potencjalna grawitacji, oznaczona numerem siedem. W drugiej kolumnie i w czwartym wierszu znajduje się energia potencjalna elektrostatyczna, oznaczona numerem osiem.
W trzeciej kolumnie i w pierwszym wierszu znajduje się różnica potencjałów grawitacyjnych, oznaczona numerem dziewięć. W trzeciej kolumnie i drugim wierszu znajduje się różnica potencjałów elektrostatycznych, oznaczona numerem dziesięć, równa co do wartości napięciu elektrycznemu, oznaczonemu numerem trzynaście. W trzeciej kolumnie i w trzecim wierszu znajduje się zmiana energii potencjalnej grawitacji, oznaczona numerem jedenaście, równa co do wartości pracy wykonanej przeciwko siłom pola grawitacyjnego, oznaczonej numerem czternaście. W trzeciej kolumnie i w czwartym wierszu znajduje się zmiana energii potencjalnej elektrostatycznej, oznaczonej numerem dwanaście, równa co do wartości pracy wykonanej przeciwko siłom pola elektrostatycznego, oznaczonej numerem piętnaście. Pod każdym z wymienionych numerów ukryte są pola tekstowe zawierające wzory i opisy, zapisane czarną czcionką na białym tle, dotyczące przyporządkowanych im wielkości fizycznych, dostępne po kliknięciu na dany numer.
Opis do oznaczeń numerycznych:
Numer 1
W polu tekstowym numer jeden znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Natężenie pola grawitacyjnego" oraz wzór następującej treści: mała litera gamma ze znaczkiem wektora skierowanym w prawo nad nią równa się ułamkowi, w którego liczniku znajduje się duża litera F ze znaczkiem wektora skierowanego w prawo ponad nią a w mianowniku mała litera m. Wzór ten oznacza, że natężenie pola grawitacyjnego jest wprost proporcjonalne do siły grawitacyjnej działającej na ciało i odwrotnie proporcjonalne do masy tego ciała.
Numer 2
W polu tekstowym numer dwa znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Natężenie pola elektrostatycznego" oraz wzór następującej treści: duża litera E ze znaczkiem wektora skierowanym w prawo nad nią równa się ułamkowi, w którego liczniku znajduje się duża litera F ze znaczkiem wektora skierowanego w prawo ponad nią a w mianowniku mała litera q. Wzór ten oznacza, że natężenie pola elektrostatycznego jest wprost proporcjonalne do siły elektrostatycznej działającej na ciało i odwrotnie proporcjonalne do ładunku elektrycznego tego ciała.
Numer 3
W polu tekstowym numer trzy znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Siła grawitacyjna wartość siły (w polu centralnym)" oraz wzór następującej treści: duża litera F równa się ułamkowi, przed którym stoi duża litera G, w którego liczniku znajduje duża litera M i mała litera m a w mianowniku mała litera r z indeksem górnym dwa. Wzór ten oznacza, że wartość siły grawitacyjnej jest poprzez stałą grawitacyjną wprost proporcjonalna do iloczynu mas oddziałujących ze sobą ciał i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.
Numer 4
W polu tekstowym numer cztery znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Siła elektrostatyczna wartość siły (w polu centralnym)" oraz wzór następującej treści: duża litera F równa się ułamkowi, przed którym stoi mała litera k, w którego liczniku znajduje się duża litera Q i mała litera q a w mianowniku mała litera r z indeksem górnym dwa. Wzór ten oznacza, że wartość siły elektrostatycznej jest poprzez stałą elektrostatyczną wprost proporcjonalna do iloczynu ładunków elektrycznych oddziałujących ze sobą ciał i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.
Numer 5
W polu tekstowym numer pięć znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Potencjał grawitacyjny" oraz wzór następującej treści: mała litera fi i w nawiasie duża litera A równa się ułamkowi, w którego liczniku znajduje się duża litera E z indeksem dolnym "pot" i w nawiasie duża litera A a w mianowniku mała litera m. Wzór ten oznacza, że wartość potencjału grawitacyjnego jest wprost proporcjonalna do energii potencjalnej grawitacji i odwrotnie proporcjonalna do masy ciała.
Numer 6
W polu tekstowym numer sześć znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Potencjał elektrostatyczny" oraz wzór następującej treści: mała litera fi i w nawiasie duża litera A równa się ułamkowi, w którego liczniku znajduje się duża litera E z indeksem dolnym "pot" i w nawiasie duża litera A a w mianowniku mała litera q. Wzór ten oznacza, że wartość potencjału elektrostatycznego jest wprost proporcjonalna do energii potencjalnej elektrostatycznej i odwrotnie proporcjonalna do ładunku elektrycznego ciała.
Numer 7
W polu tekstowym numer siedem znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Energia potencjalna grawitacji (w polu centralnym)" oraz wzór następującej treści: duża litera E z indeksem dolnym "pot" równa się ułamkowi przed którym stoi minus i duża litera G, w którego liczniku znajduje duża litera M i mała litera m a w mianowniku mała litera r. Wzór ten oznacza, że wartość energii potencjalnej grawitacji jest poprzez czynnik minus jeden i stałą grawitacyjną wprost proporcjonalna do iloczynu mas oddziałujących ze sobą ciał i odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi.
Numer 8
W polu tekstowym numer osiem znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Energia potencjalna elektrostatyczna (w polu centralnym)" oraz wzór następującej treści: duża litera E z indeksem dolnym "pot" równa się ułamkowi, przed którym stoi mała litera k, w którego liczniku znajduje się duża litera Q i mała litera q a w mianowniku mała litera r. Wzór ten oznacza, że wartość energii potencjalnej elektrostatycznej jest poprzez stałą elektrostatyczną wprost proporcjonalna do iloczynu ładunków elektrycznych oddziałujących ze sobą ciał i odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi.
Numer 9
W polu tekstowym numer dziewięć znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Różnica potencjałów grawitacyjnych" oraz wzór następującej treści: mała litera fi i w nawiasie duża litera B odjąć małą literę fi i w nawiasie dużą literę A równa się ułamkowi w którego liczniku znajduje się duża litera W z indeksem dolnym w postaci "A,B" a w mianowniku mała litera m.
Numer 10
W polu tekstowym numer dziesięć znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Różnica potencjałów elektrostatycznych" oraz wzór następującej treści: mała litera fi i w nawiasie duża litera B odjąć małą literę fi i w nawiasie dużą literę A równa się ułamkowi w którego liczniku znajduje się duża litera W z indeksem dolnym w postaci "A,B" a w mianowniku mała litera q.
Numer 11
W polu tekstowym numer jedenaście znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Zmiana energii potencjalnej grawitacji" oraz wzór następującej treści: duża litera E z indeksem dolnym "pot" i w nawiasie duża litera B odjąć dużą literę E z indeksem dolnym "pot" i w nawiasie dużą literę A.
Numer 12
W polu tekstowym numer dwanaście znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Zmiana energii potencjalnej elektrostatycznej" oraz wzór następującej treści: duża litera E z indeksem dolnym "pot" i w nawiasie duża litera B odjąć dużą literę E z indeksem dolnym "pot" i w nawiasie dużą literę A.
Numer 13
W polu tekstowym numer trzynaście znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Napięcie elektryczne" oraz wzór następującej treści: mała litera fi i w nawiasie duża litera B odjąć małą literę fi i w nawiasie dużą literę A równa się dużej literze U.
Numer 14
W polu tekstowym numer czternaście znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Praca wykonana przeciwko siłom pola grawitacyjnego oznaczona dużą literą W z indeksem dolnym duże "A,B"".
Numer 15
W polu tekstowym numer piętnaście znajduje się napis rozpoczynający się z dużej litery "Praca wykonana przeciwko siłom pola elektrostatycznego oznaczona dużą literą W z indeksem dolnym duże "A,B"".
Wzory dotyczące sił i energii potencjalnych podano dla przypadku, w którym źródłem pola jest punkt materialny lub ładunek punktowy
Polecenie 1
R1IqhovBO7wEq
Pogrupuj elementy ze względu na to, czy opisują one wielkości skalarne czy wektorowe. wielkości wektorowe Możliwe odpowiedzi: 1. energia potencjalna, 2. natężenie pola grawitacyjnego, 3. potencjał elektrostatyczny, 4. praca wykonana przeciwko siłom pola grawitacyjnego, 5. siła grawitacji wielkości skalarne Możliwe odpowiedzi: 1. energia potencjalna, 2. natężenie pola grawitacyjnego, 3. potencjał elektrostatyczny, 4. praca wykonana przeciwko siłom pola grawitacyjnego, 5. siła grawitacji