НПК



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

ГБОУ “СИБАЙСКАЯ ГИМНАЗИЯ-ИНТЕРНАТ”

Научная работа по теме:

Моделирование потенциала электростатического поля.

Выполнил

ученик 11 «В» класса

Марков Артур

Научный руководитель

учитель информатики и ИКТ

Киньябаев Арсен Рамилевич

г. Сибай, 2012 год

Содержание

Электрическое поле………………………………………………………………… 3

Работа кулоновских сил в электрическом поле. Потенциал………………….3

Потенциальная энергия зарядов………………………………………………….3

Потенциал как физическая величина……………………………………………3

Разность потенциалов………………………………………………………………4

Компьютерное моделирование (Задача)…………………………………………4

Возможности программы…………………………………………………………..5

Приложение Листинг программы ………………………………………………..6

Список используемой литературы………………………………………………..7

Электрическое поле

Электрическое поле – особый вид материи, создаваемый электрическими зарядами, основное свойство которого заключается в действии на другие электрические заряды.

Материальность электрического поля удалось доказать только тогда, когда доказали, что заряд q1 при перемещении действует на заряд q2, находящийся на расстоянии r, не сразу, а спустя некоторое время t=r/c, где c — скорость света в вакууме (≈3*108 м/с). Запаздывание изменений взаимодействия электрических зарядов доказывает справедливость теории поля.

Работа кулоновских сил в электрическом поле. Потенциал.

Потенциальная энергия зарядов

Заряды притягивают и отталкивают друг друга, а, следовательно, совершают работу. Из механики известно, что система способная совершать работу благодаря взаимодействию сил друг с другом, обладает потенциальной энергией. Следовательно, система зарядов обладает потенциальной энергией, называемой электростатической.

С точки зрения теории близкодействия, непосредственно на заряд действует электрическое поле, в которое он внесен. При перемещении заряда это поле совершает работу, поэтому можно говорить о том, что заряженное тело (или заряд) в электрическом поле обладает энергией.

Потенциал как физическая величина

Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле пропорциональна величине заряда. Это справедливо как для однородного электрического поля, так и для любого другого. Поэтому отношение потенциальной энергии к заряду есть величина для данной точки поля постоянная и независящая от заряда.

Это позволяет ввести такую характеристику электрического поля как потенциал.

Потенциал в данной точке электрического поля – физическая величина численно равная отношению потенциальной энергии, которой обладает пробный заряд, помещенный в данную точку электрического поля к величине этого заряда. Потенциал – величина скалярная.

Для поля, образованного одним точечным зарядом формула потенциала будет выглядеть следующим образом:



Если электрическое поле задается не одним, а рядом электрических зарядов, то в этом случае потенциал равен алгебраической сумме потенциалов, создаваемыми всеми электрическими зарядами в данной точке, то есть:

Разность потенциалов

Разностью потенциалов называют алгебраическую разность потенциалов двух точек пространства.

Разность потенциалов между двумя точками также называют напряжением.

Работа по перемещению электрического заряда между двумя точками в электрическом поле пропорциональна разности потенциалов между двумя данными точками, а именно: разность потенциалов между двумя точками равна отношению работы поля по перемещению заряда из начальной точки в конечную, к величине этого заряда. Или:

Компьютерное моделирование

В дальнейших пунктах я хочу рассказать о возможностях программы и дать краткие описания алгоритмам, реализованным в программе. Описание алгоритмов носит, в основном, общий, ознакомительный характер, и содержит углублений в область информатики.

Для углубленного изучения рассмотрим следующую задачу:

Три точечных заряда имеют координаты (), (), (). Рассчитайте потенциал электростатического поля во всех точках плоскости, содержащий эти заряды.

Задача решается с помощью программы ПР.

То́чечный заря́д — идеализация, вводимая для упрощения описания поля заряженного тела или системы тел. Иногда также определяется как электрически заряженная материальная точка.

Более простыми словами, точечный заряд — заряд, размерами носителя которого по сравнению с расстоянием, на котором рассматривается электростатическое взаимодействие, можно пренебречь.

Именно для точечных зарядов сформулирован закон Кулона.

Пусть Точки плоскости (пиксели экрана) задаются целочисленными параметрами i и j. Учитывая координаты точек плоскости (пиксели экрана) берем координаты зарядов . Пусть .

При этом вычисляются расстояния от данной точки до каждого заряда и находится алгебраическая сумма потенциалов: , где

В зависимости от ставится точка соответствующего цвета

Нпк для учеников в cибае

Возможности программы

Программа может применяться как демонстрация теоретического материала, изложенного на уроке физики. Кроме того, программа позволяет заниматься поверхностной исследовательской деятельностью. При решении таких задач с «большими» числами как где мы будем пренебрегать коэффициенты пропорциональности.

Приложение

Листинг программы

Нпк для учеников в cибае

Нпк для учеников в cибае

Список используемой литературы

Буховцев Б.Б., Климонтович Ю.Л., Мякишев Г.Я., «Физика. Учебное пособие для 9 класса», М: «Просвещение», 1975.

Угринович Н.Д. «Информатика и ИКТ» Профильный уровень: учебник для 10 класса. Бином. Лаборатория знаний, 2010.








sitemap
sitemap