2.1. Закони Ньютона, їх узагальнення. Інтерпретація III закону Ньютона, у випадку рухомих зарядів. Границі застосування класичної механіки.

I закон Ньютона: Існують такі інерційні системи, в яких тіла рухаються прямолінійно і рівномірно, якщо на це тіло не діють інші тіла або дія цих тіл скомпенсована. II закон Ньютона: Прискорення, яке одержує тіло масою m під дією сили , прямо пропорційне значенню сили і обернено пропорційне масі тіла. Диф. форма II закону Ньютона: Зміна імпульсу з часом пропорційна силі, яка викликала цю зміну і напрямлена в ту саму сторону:III закон Ньютона: Тіла діють одне на одне з силами, напрямленими вздовж однієї прямої, рівними за модулем і протилежними за напрямком:. Але є випадки, коли в такій формі ІІІ закон не виконується. Розгл. два однойменні заряди, які рухаються зі шв.і. Заряди відштовхуються згідно закону Кулона:.(коли заряди нерухомі). Але заряди рухаються, тоді на них діє сила Лоренца:, тобто на ці два заряди діють по дві силиОтже ІІІ закон Ньютона у простій формі у випадку рухомих зарядів не виконується. Припустимо, що два тіла взаємодіють і третій закон виконується, тобто, тоді, коли. Імпульсом володіють не тільки тіла, а й поля.Ел.-магн. поле має імпульс:Отже, потрібно щоб виконувалась умова :.

Зміст ІІІ закону Ньютона: Сума імпульсів полів і часток повинна бути постійною. Цей закон виражає закон збереження імпульсу. Якщо шв. зарядів невеликі, то силою Лоренца можна знехтувати. Тому при малих швидкостях рухомих зарядів можна вважати, що наближено ІІІ закон Ньютона виконується. Класична механіка виконується для нерелятивістських випадків.

2.2. Електричне поле. Напруженiсть електричного поля. Теорема Остроградського-Гаусса. Різниця потенцiалiв.

Електричне поле - це специфiчний вид матерії, який існує навколо ел. зарядiв i за допомогою якого передається ел. взаемодiя. Електричне поле - це часткова форма прояву електромагн.поля, що визначає дiю сили на нерухомий ел. заряд. Згiдно Фарадею кожний нерухомий заряд ств. в оточуючому його середовищi ел.поле, яке діє на заряди двох знаків.

Основною к-сною характеристикою ел. поля є напруженiсть ел. поля, яка визн. вiдношенням сили, що дiє на заряд, до величини цього заряду в данiй точці поля: Е=. Розподіл ел. поля у просторi зображується за допомогою силових лiнiй напруженостi (напрямленi вiд додатних до вiд'ємних зарядiв), якi є дотичними до Е i нiколи не перетинаються. Лінії напруженості мають початок і кінець або йдуть в нескінченість, напрямлені від позитивного до негативного заряду.

Напруженiсть ел. поля задовольняє принцип суперпозицiї згiдно якому в данiй точцi простору напруженiсть поля, ств. кiлькома зарядами, рівна сумі напруженостей полiв окремих зарядiв: Е=Е₁+ Е₂+ Е₃+… В 1875 р. Кулон експерт. встановив величину сили, яка дiє на точковий заряд q в ел. полi, що ств. iншим точковим зарядом Q на вiдстанi r вiд заряду q:

1 qQ

F= 4Пε₀ r² , тут ε₀- діел. стала =8,85*10^-12 Кл²/Нм²

Розрахунок ел. полів ґрунтується на викор. теореми Остроград.-Гаусса.

Нехай в однорідному ел.полі (Е=соnst) проведена довільна площина dS. Одиничний вектор n нормалі до площини складає з вектором Е кут α. Потоком вектора напруженості будем наз. величину dФ=ЕdSсоsα=Е_ndS. ТОГ: потік вектора напруженості через довільну замкнену поверхню, яка охоплює ел. заряди = алгебраїчній сумі цих зарядів поділеній на ел. сталу ε₀.

Ф=∫Е_ndS=∑q_і.

Потенціалом наз.фіз. величину, яка чисельно = Е_п одиничного позитивного заряду, поміщеного в точку φ= . Фіз. Зміст має лише різниця потенціалів, або напруга U= φ₁- φ₂. Різниця потенціалів, рівна роботі по переміщенню одиничного додатного заряду з точки А в точку В. dА=-qdφ = qЕdх. Вектор напруженості Е= -= -gradφ. Знак (–) вказує на те, що вектор Е напрямлений в сторону найшвидшого зменшення потенціалу.