Απάντηση:
Από τις δύο δυνάμεις, η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι ισχυρότερη.
Εξήγηση:
Σκεφτείτε να χτενίζετε τα μαλλιά σας. Η μικρή στατική φόρτιση που δημιουργείται πάνω στην χτένα είναι αρκετή για να σηκώσει τα μαλλιά σας προς τα πάνω, έναντι της βαρυτικής έλξης ενός ολόκληρου πλανήτη. Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι περίπου 20 τάξεις μεγέθους ισχυρότερη από τη βαρύτητα.
Ωστόσο, υπάρχει ένα ανώτατο όριο για την ηλεκτρομαγνητική δύναμη υπό την έννοια ότι τα φορτισμένα αντικείμενα προσελκύουν άλλα αντικείμενα φορτισμένα αντικείμενα, τα οποία θα τα εξουδετερώσουν και θα απωθήσουν τα αντικείμενα με παρόμοιο φορτίο. Έτσι, για παράδειγμα, εάν προσπαθήσατε να πιέσετε πάρα πολλά ηλεκτρόνια σε ένα βάζο, τελικά η αμοιβαία απόρριψη των ηλεκτρονίων και η προσέλκυση κοντινών θετικών αντικειμένων θα προκαλούσε την εκφόρτιση. Μάλλον βίαια.
Αλλά με τη βαρύτητα, οτιδήποτε με μαζική προσελκύει οτιδήποτε άλλο με μάζα, έτσι δεν υπάρχει πραγματικό ανώτερο όριο για το πόσο μεγάλη μάζα μπορεί να αυξηθεί. Και όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα, τόσο μεγαλύτερη είναι η βαρύτητα. Υπάρχουν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες εκατομμύρια φορές πιο μαζικές από τον ήλιο μας.
Ως αποτέλεσμα, η βαρύτητα μπορεί να δράσει σε μεγάλες αποστάσεις και είναι μια κυρίαρχη δύναμη στην αστρονομική κλίμακα (οι γαλαξίες μπορούν να δεσμευτούν βαρυτικά σε άλλους γαλαξίες σε εκατομμύρια έτη φωτός μακριά), παρόλο που είναι στην πραγματικότητα η ασθενέστερη από τις δύο δυνάμεις.
Η μάζα της Σελήνης είναι 7.36 × 1022kg και η απόσταση της από τη Γη είναι 3.84 × 108m. Ποια είναι η βαρυτική δύναμη του φεγγαριού στη γη; Η δύναμη του φεγγαριού είναι το ποσοστό της δύναμης του ήλιου;
F = 1.989 * 10 ^ 20 kgm / s ^ 2 3.7 * 10 ^ -6% Χρησιμοποιώντας την εξίσωση της βαρυτικής δύναμης του Νεύτωνα F = (Gm_1m_2) / r ^ 2 και υποθέτοντας ότι η μάζα της Γης είναι m_1 = 5.972 * 24kg και m_2 είναι η δεδομένη μάζα του φεγγαριού με το G να είναι 6.674 * 10 ^ -11Nm ^ 2 / (kg) ^ 2 δίνει 1.989 * 10 ^ 20 kgm / s ^ 2 για το F της σελήνης. Επαναλαμβάνοντας αυτό με m_2 καθώς η μάζα του ήλιου δίνει F = 5.375 * 10 ^ 27kgm / s ^ 2 Αυτό δίνει την βαρυτική δύναμη του φεγγαριού ως 3.7 * 10 ^ -6% της βαρυτικής δύναμης του Ήλιου.
Η ισχύς P που παράγεται από μια συγκεκριμένη ανεμογεννήτρια ποικίλει άμεσα ως το τετράγωνο της ταχύτητας ανέμου w. Ο στρόβιλος παράγει 750 watt ισχύος σε έναν άνεμο 25 μίλι / ώρα. Ποια είναι η ισχύς που παράγει σε έναν άνεμο 40 μίλια / ώρα;
Η συνάρτηση είναι P = cxxw ^ 2, όπου c = μια σταθερά. Ας βρούμε τη σταθερά: 750 = cxx25 ^ 2-> 750 = 625c-> c = 750/625 = 1.2 Στη συνέχεια χρησιμοποιήστε τη νέα τιμή: P = 1.2xx40 ^ 2 = 1920 Watt.
Γιατί η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι μεγαλύτερη από τη βαρυτική δύναμη;
Αυτό ισχύει μόνο για αντικείμενα στην ατομική κλίμακα. Για τα ουράνια σώματα κυριαρχούν οι βαρυτικές δυνάμεις. Η βαρυτική δύναμη είναι άμεσα ανάλογη με τη μάζα και των δύο αντικειμένων. Η ηλεκτροστατική δύναμη είναι άμεσα ανάλογη με τη φόρτιση των αντικειμένων. Μαθηματικά, F_ "g" = frac {GMm} {r ^ 2} και F_ "e" = frac {kQq} {r ^ 2}. Για αντικείμενα στην ατομική κλίμακα, για παράδειγμα ηλεκτρόνια, έχουν μικρή μάζα, αλλά σχετικά μεγάλο φορτίο. Επομένως, οι ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις κυριαρχούν. Για αντικείμενα με μακροσκοπική κλίμακα, όπως τα αστέρια, έχουν συνολικά μικρή καθαρή δαπάνη σε σύγκριση με την