Intenzita elektrického pole

Gravitační pole

Když se podíváte do prostoru, můžete říct, že v něm nic není, ale neodložíte si hrníček jen tak do vzduchu, protože je vám jasné, co by se stalo. I pro Isaaca Newtona bylo záhadou, co hrníčku říká, kam se má vydat, a nazval toto zvláštní působení „silou“. Dnes už víme, že to, co zprostředkovává interakci mezi hrníčkem a Zemí, je gravitační pole. Toto pole si můžeme znázornit pomocí siločar. V případě Země všechny siločáry směřují do jejího centra. Přesně tímto směrem se upuštěný hrníček vydá. Síla, jakou hrníček dopadne na zem, záleží na hmotnosti, ale kdybychom stáli na Marsu a upustili identický hrníček, ten by dopadl na povrch s menší silou. To je dáno tím, že gravitační pole Marsu je slabší než pole Země.

Gravitační zrychlení

Veličina, která popisuje sílu gravitačního pole, se nazývá gravitační zrychlení značeno malým g. Na povrchu Země je to 9,81 m/s². Takže pokud pustíte hrníček, který se na počátku pohyboval rychlostí 0 m/s, za sekundu se bude pohybovat rychlostí 9,81 m/s. Kdyby se hrníček nerozbil, ale pokračoval v letu, každou sekundu by se zrychloval o stejnou hodnotu. Pokud bychom se podívali na gravitační pole Země z velké vzdálenosti, ve výšce 400 km, kde se v současnosti pohybuje Mezinárodní vesmírná stanice, je gravitační zrychlení 8,68 m/s². To, že gravitační pole s rostoucí vzdáleností od Země slábne, znázorňují i siločáry, které se s rostoucí výškou rozestupují. Kolmo na siločáry jsou pak vrstevnice, do kterých zanášíme hodnotu gravitačního zrychlení v této výšce.

Vlastnosti elektkrického pole

Elektrické pole a siločáry, kterými ho znázorňujeme, fungují identicky. Jediný zásadní rozdíl je v tom, že siločáry sice obdobně vstupují do záporného náboje, jako gravitační siločáry do Země, ale siločáry z kladně nabitého tělesa vystupují. Směr siločar byl totiž stanoven podle pohybu zanedbatelně malého náboje s kladnou polaritou. I když gravitační a elektrické pole mají podobné vlastnosti, díky obrovským rozměrům Země je gravitační pole i do značných výšek stejné; gravitační zrychlení je všude konstantní, říkáme, že pole je homogenní. Díky tomu je snadné s gravitačním polem počítat i na základní škole. Jenže elektrický náboj se může i v malých rozměrech rozkládat svévolně, proto jsou i elektrická pole mnohem složitěji tvarovaná. Náboje vložené do pole mohou pak s uraženou vzdáleností zrychlovat po své dráze proměnlivě, toto elektrické zrychlení nazýváme intenzita elektrického pole.

$$
E \left( \frac{V}{m} \right)
$$

Silové působení

Kdybychom chtěli vypočítat, jaká síla působí na elektrický náboj v elektrickém poli, může nám i tady pomoci analogie s polem gravitačním. Síla F, působící na těleso o hmotnosti m v gravitačním poli s gravitačním zrychlením g, je dána vztahem:

$$
F = m \cdot g (N)
$$

Síla působí na elektrický náboj Q v elektrickém poli s intenzitou elektrického pole E v daném bodě, je rovna:

$$
F = Q \cdot E (N)
$$