Keplerren Legeak, Coulomb-en Legea eta Alternadorea: Fisikako Kontzeptu Nagusiak

Keplerren Legeak: Enuntziatuak eta 3. Legearen Dedukzioa

Johannes Kepler astronomo alemanak, 1600 eta 1620 urteen artean, higidura planetarioaren legeak ondorioztatu zituen Tycho Brahe astronomoaren behaketetatik abiatuz.

Keplerren Hiru Legeak

1. Planeta guztiek orbita eliptikoak egiten dituzte, Eguzkia elipsearen foku batean kokatuta dagoelarik.
2. Planeta eta Eguzkia elkartzen dituen lerro zuzenak azalera berdinak estaltzen ditu denbora-tarte berdinetan.
3. Planeta baten higiduraren periodoaren karratua (T²) planetatik Eguzkirako batez besteko distantziaren kuboaren (r³) zuzenki proportzionala da: T² = c * r³

Keplerren hiru legeak baliagarriak dira planetek Eguzkiaren inguruan duten higiduran, eta baita sateliteek beren planetaren inguruan duten higiduran ere.

3. Legearen Dedukzioa Orbita Zirkularretarako

Satelitearen abiadura orbitala (v) eta biraketa-periodoa (T) jakinda, biraketa-periodoaren eta orbitaren erradioaren arteko erlazioa lortzeko, v-ren adierazpena T-ren adierazpenean ordezkatuko dugu, eta, ondoren, horren karratua egingo dugu.

Lege horri esker, planeten masa kalkula dezakegu, planetek sateliteren bat izanez gero, eta satelitearen biraketa-periodoa eta erradio orbitala ezagutuz gero. Esate baterako, gaur egun satelite artifizialak bidaltzen dira Artizar ingurura, horrela planeta horren masa neurtu ahal izateko, izan ere, planeta horrek ez du satelite naturalik. Planetaren masa zuzenki ondoriozta daiteke Keplerren hirugarren legetik.

Coulomb-en Legea eta Eremu Elektrikoa

Charles Augustin de Coulomb-ek bi karga elektrikok elkarri egiten dioten indarraren balioa adierazten duen legea enuntziatu zuen:

"Bi karga elektriko puntualen arteko erakarpen- edo aldarapen-indarra bi kargen bideraduraren zuzenki proportzionala da eta bien arteko distantziaren karratuaren alderantziz proportzionala."

Indar Elektrikoen Ezaugarriak

• Indarra kargak lotzen dituen lerro zuzenaren norabidekoa da.
• Kargak zeinu berekoak direnean, indarra aldaratzailea da; aurkako zeinukoak direnean, erakarlea.
• Indarrak distantziarako indarrak dira; ez da beharrezkoa inolako ingurune materialik kargen artean indar horiek eragin dezaten.
• Beti binaka agertzen dira, akzio-erreakzioaren printzipioan azaltzen den bezala (F12 eta F21 indarrek modulu eta norabide berak dituzte, baina elkarren aurkako noranzkoak).
• Indar elektrikoek gainezarmenaren printzipioa betetzen dute: hiru karga elektriko puntual edo gehiago edukiz gero, karga bakoitzaren gaineko indar erresultantea beste karga guztiek egiten dizkioten indarren batura bektoriala da.

Eremu Elektrikoaren Intentsitatea

Eremu elektrikoa deskribatzeko, espazioko puntu bakoitzari eremu elektrikoa deritzon bektore bat esleitu ohi zaio. Espazioko puntu bateko eremu elektrikoaren intentsitatea puntu horretan jarriz gero karga positiboaren unitateak jasango lukeen indarra da.

Karga Puntual (edo Esferiko) Batek Sortutako Eremu Elektrostatikoa

Karga positibo (+) batek eta negatibo (-) batek sortutako eremu elektrostatikoaren indar-lerroak deskribatu (bi kasuak).

Alternadorea

Alternadorea iman iraunkorrek sortutako eremu magnetiko uniforme batean era mekanikoan abiadura angeluar konstanteaz birarazten den espira lau bat da, funtsean. Espiraren muturrak konektaturik daude espirarekin batera biraka dabiltzan bi eraztunekin. Bi eraztunekin kanpo-zirkuitu bat konektatzen da bi eskuilen bitartez.

Espira eremu magnetikoan biraka dabilen bitartean, espiran zeharreko fluxu magnetikoa aldatuz doa, eta, beraz, indar elektroeragile (IEE) bat induzitzen da espiran, honek kanpo-zirkuituan korronte elektrikoa zirkularazten duelarik.

Espirak S azalera duela jorik, aldiune bakoitzean espiran zeharreko fluxu magnetikoa Φ = B * S * cos(θ) da, non θ delakoa S gainazal-bektoreak B eremu magnetikoaren bektorearekin eratzen duen angelua den. Espira ω balioko abiadura angeluarraz ari da biratzen. Beraz, θ angelua θ = ωt eran adieraz daiteke. Orduan, aldiune bakoitzean espira zeharkatzen duen fluxu magnetikoa hau da: Φ = B * S * cos(ωt). Faradayren legearen arabera, honako hau da indar elektroeragile induzitua:

Indar elektroeragile induzitua (IEE) era sinusoidalean aldatzen da denboran zehar; hots, periodikoa da, eta polaritatea aldatuz doa alternatiboki. Indar elektroeragilearen maiztasuna eta espiraren higidurarena berdinak dira.