Comprensione dell'energia potenziale elettrica
* Energia potenziale elettrica (U): L'energia potenziale immagazzinata in un sistema di particelle caricate a causa delle loro posizioni e cariche relative.
* La legge di Coulomb: La forza tra due punti è direttamente proporzionale al prodotto delle cariche e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra di loro.
La relazione
L'energia potenziale elettrica è direttamente proporzionale al prodotto delle cariche e inversamente proporzionale alla distanza tra di loro:
U =k * (q1 * q2) / r
Dove:
* U =energia potenziale elettrica
* k =costante di Coulomb
* Q1, Q2 =cariche delle particelle
* r =distanza tra le particelle
Risoluzione del problema
Per aumentare l'energia potenziale elettrica di un fattore 4, dobbiamo regolare la distanza (R) nell'equazione. Chiamiamo la distanza iniziale R1 e la distanza finale R2:
* Energia potenziale iniziale (U1): U1 =K * (Q1 * Q2) / R1
* Energia potenziale finale (U2): U2 =K * (Q1 * Q2) / R2
Vogliamo che U2 sia 4 volte U1:
U2 =4 * u1
Sostituisci le equazioni per U1 e U2:
K * (Q1 * Q2) / R2 =4 * (K * (Q1 * Q2) / R1)
Semplificare:
1/r2 =4/r1
Perciò:
R2 =R1 / 4
Conclusione
Per aumentare l'energia potenziale elettrica tra due particelle caricate positivamente da un fattore 4, è necessario ridurre la distanza tra loro di un fattore 4 .
