3. Джерело гравітаційної взаємодії. Напруженість та потенціал поля точкової маси.

Потужність гравітаційного джерела пропорційна (v / c)^{2l + 2}, якщо мультиполь має електричний тип, і (v / c)^{2l + 4} - якщо мультиполь магнітного типу, де v – характерна швидкість руху джерел в системі, що випромінює, а с – швидкість світла.

Електричне поле має властивість діяти на заряджені тіла, тому в будь-якій точці його можна досліджувати за допомогою «пробного заряду» q— точкового позитивного заряду, значно меншого за заряд, який створює досліджуване поле.

Відношення сили, з якою поле в даній точці діє на пробний заряд, до значення цього заряду називається напруженістю електричного поля в даній точці:

, .

Вміщуючи пробний заряд у різні точки поля, проводять лінії напруженості. Якщо вони прямі, то вектор напрямлений уздовж них, а якщо криві — вздовж дотичних до них. Густота ліній напруженості чисельно дорівнює значенню напруженості.

Лінії напруженості електростатичного поля (силові лінії) незамкнені: починаються на позитивних зарядах, а закінчуються на негативних; вони неперервні й не перетинаються.

6. Гравітаційна взаємодія поблизу поверхні Землі

Повертаючись до закону всесвітнього тяжіння і застосовуючи його до випадку взаємодії земної кулі з тілами, розташованими поблизу земної поверхні, одержимо:

де М — маса Землі, R — її радіус, т — маса тіла, h — його висота над земною поверхнею. Оскільки R»h, той вираз сили тяжіння тіл до Землі можна представити у вигляді:

З іншого боку де g — прискорення вільного падіння тіл поблизу земної поверхні. g ≈ 9,8l м/сек².

Інакше кажучи, завдяки обертанню Землі навкруги своєї осі величина прискорення g не є постійною, а дещо змінюється залежно від широти і висоти місця. Приведене значення g відповідає широті 45° на рівні моря.

Прискорення вільного падіння – це прискорення, якого набуває тіло під дією сили тяжіння і яке чисельно дорівнює силі, з якою гравітаційне поле Землі діє на тіло масою 1 кг.

7. Електрична взаємодія. Закон Кулона.

Закон Кулона — один з основних законів електростатики, який визначає величину та напрямок сили взаємодії між двома нерухомими точковими зарядами. В 1785 році закон був встановлений Шарлем Кулоном за допомогою спеціальних крутильних терезів.

Електростатична сила взаємодії F₁₂ двох точкових нерухомих зарядів q₁ та q₂ в вакуумі прямо пропорційна добутку абсолютних значень зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані r₁₂ між ними.

,

Сила взаємодії направлена вздовж прямої, що з'єднує заряди, причому однойменні заряди відштовхуються, а різнойменні притягуються. Сили, що визначаються законом Кулона адитивні.

Коефіціент пропорційності k має назву електростатичної сталої та залежить від вибору одиниць виміру. Так в Міжнародній системі одиниць СІ k=1/(4πε₀) ≈ 8,987·10⁹ Н·м²·Кл^-2, де - електрична стала. Наступні умови є необхідними для виконання сформульованого закону:

1. відстань між зарядженими тілами має бути набагато більшою від розмірів тіл.

2. Gотрібно враховувати магнітне поле заряду, що рухається.

В однорідному ізотропному середовищі сила взаємодії між зарядами зменшується в ε разів:

, де ε діелектрична проникність середовища.