Возможно ли равновесие в электростатических полях?

[@NaeelMaqsudov]

Фокус в конце ролика прекрасен! :)

[@MikhailMoskalev]

Очень понравилось!

[@SOME_WORDS]

Два соображения: 1. Представим два одинаковых заряда одинаковой массы, вращающихся вокруг их общего центра масс. Разумеется, эту систему нельзя рассматривать как стационарную с точки зрения внешнего наблюдателя. Но с точки зрения наблюдателя, находящегося на одном из зарядов, эта система выглядит стационарной, и она устойчива. Вообще, было бы интересно услышать Ваше мнение по поводу относительности (или абсолютности) вращательного движения. Получается, что вращательное движение (например, Земли) всегда абсолютно, так как при вращении всегда проявляются такие вещи как центростремительное ускорение и эффект Кориолиса. Но тогда встает вопрос: относительно чего оно абсолютно? Вселенная имеет некую "вшитую" систему стационарных координат? 2. Сделать так, чтобы электрическое поле заряда убывало с расстоянием не по закону квадрата очень просто: нужно собрать его из двух зарядов - положительного и отрицательного, расположенных рядом, на некотором расстоянии друг от друга. А потом посчитать как убывает результирующее поле вдоль линии их расположения за их пределами.

[@padla87]

По поводу первого Вашего соображения - если любой предмет движется не по прямой, то он движется с ускорением. Ускоренное движение заряженной частицы - это переменный электрический ток. А он, как известно, создаёт магнитное поле. Поэтому дело мы уже имеем не с электростатическим полем, а с электромагнитным и, следовательно, теорема, обсуждавшаяся в ролике, неприменима.

[@АндрейКретинин-м8е]

По первому пункту: Заряды в таком случае движутся с ускорением, а значит будут излучать электромагнитные волны. Как следствие замедляться и приближаться друг к другу по спирали. Никаким статическим или каким либо другим равновесием тут и не пахнет.:) По второму пункту: Конечно да, на оси проходящей через оба заряда, на достаточно большом расстоянии от них так и будет. Но мы же говорим про устойчивое равновесие, а вашем примере малейшее отклонение от оси приводит к нарушению правильного условия убывания поля. А главное, как вы обеспечите что б два исходных заряда никуда не сдвигались? Ведь по условиям нужно добиться равновесия только за счёт электростатических сил. А у вас два разноименных заряда должны находиться на фиксированном расстоянии друг от друга. Дак что в таком случае им помешает начать двигаться друг к другу?

[@michaelpovolotskyi3295]

По первому вопросу надо сказать, что у вас неиненирциальная система отсчета. А теорема Ирншоу - это только для инерциальных систем отсчета. Что касается второго вопроса, то как ни собирай систему зарядов, нельзя получить сферически симметричное поле, убывающее не по закону обратных квадратов. А если поле не сферически симметрично, то там все иначе.

[@SOME_WORDS]

@@АндрейКретинин-м8е 1. Электроны в атомах умудряются перемещаться не излучая электромагнитные волны. 2. Прибьем заряды к сфере, или к столу, как в случае с заряженным тором. Ролик же с него начался.

[@michaelpovolotskyi3295]

@@SOME_WORDS Движение электронов в атоме квантовое, поэтому там нет излучения.

[@Mr.Not_Sure]

Спасибо за ролик!

[@radikru96]

🎉Удовлетворительно! С нетерпением ждём продолжения! И С Рождеством! А кто всё равно не может поверить теории (я тоже), стоит самому поставить эксперимент по своей воображаемой модели.. 🙈

[@garrypotter5323]

С Новым годом и с Рождеством ведущих канала! Там у Игоря Белецкого шортс вышел с маховиками и вращением. Можно было бы разобрать этот ролик. А то многие пишут неправильный ответ.

[@glukmaker]

Когда имеется вращение - то ни о какой стационарности тут уже говорить нельзя.

[@garrypotter5323]

@@glukmaker Я что-нибудь писал о стационарности? Речь идёт о ролике Игоря, а не о этом.

[@ExOfNot]

Вот классно! 👍

[@unclepasha2718]

Непонятно про нарушение теоремы Ирншоу если F~1/r³. Как можно в этом случае создать устойчивую систему зарядов? Я для себя понимаю невозможность создания такой системы исходя из принципа положительной обратной связи. Возьмём систему из трёх зарядов, лежащих на одной прямой на равном расстоянии, в центре заряд +q, по краям -4q. Легко видеть, что такая система равновесна. Но если центральный заряд отклонить, например, вправо, то сила его притяжения к правому заряду возрастёт, что вызовет ещё большее смещение вправо, что вызовет ещё бо́льшую силу и т.д. Если F~1/r³, то следовало бы ожидать, что этот процесс будет происходить лишь быстрее по сравнению со случаем, когда F~1/r². Неужели можно построить устойчивую систему зарядов в случае обратной кубической зависимости? Можете привести пример?

[@aleksandr_berdnikov]

Имеется в виду, что зафиксированными зарядами можно (в отличие от 1/r^2) создать поле, у которого будет изолированная потенциальная ямка для подвижного пробного заряда (пример - кольцо, которое в ролике рассматривалось; или, в невесомости, заряженая сфера, у неё в центре будет минимум потенциала (ну или максимум, в зависимости от знаков зарядов)). А так чтобы вообще все заряды образовывали устойчивую конфигурацию - для этого 1/r^3 не хватит. Например, при сжатиях-растяжениях всей системы её энергия будет меняться обратно пропорционально квадрату её размера, так что в зависимости от константы пропорциональности, либо сжиаться сама будет, либо расширяться, либо - как минимум - будет к изменению своего размера безразлична.

[@kostya1306]

Спасибо! Это я писал про заряженный тор под прошлым роликом. И там не какие-то невнятные персонажи корявым языком пытались объяснить, что это работать не будет. Теперь я вижу нормальное объяснение.

[@fregat_8979]

Ещё не смотрел, но думаю что возможно только при наличии отталкивающих сил. Если со всех сторон с одинаковой силой толкать, то толкаемое тело будет неподвижно в центре пересечения всех полей. (Это "в вакууме"). А вот на основе притяжения магнитными полями, такой фокус не пройдёт, потому что малейшее воздействие, даже 1 атама на всю эту систему и тело из центра притянется к какому нибудь источнику притяжения (выйдет из равновесия) . С пружинами можно на основе притяжения сделать опыт и всё будет как надо, а с полями нет, с полями на основе притяжения не выйдет. Ну а теперь посмотрю видео😊, спасибо за интересные ролики 👍🏻

[@igoraverin]

Не знаю, насколько это подпадает под рассмотренные модели, но у меня когда-то , совершенно случайно получилось подвесить волос в чугунной ванне. Была очень сухая зима. Вся одежда трещала от статики и случайно разрядившись о ванну, которая давно стояла без воды, и потому заряд не стек мгновенно по высохшим пластиковым трубам канализации, я заметил что в ванной на уровне бортов плавает в воздухе волос. Ни на что не опираясь. Даже делал фотографии, но телефон так и не смог сфокусироваться на летающем волосе, только стенки ванной фотографировал. Но готов поклясться на теореме Гаусса, что лично видел это своими глазами.

[@ВасилийКоровин-г9э]

То, что в точке, где у вашего человечка на 6:15 грудина начинается, силы направлены наружу, выглядело неправильным. Как это заряд, который дальше, отталкивает сильнее, чем тот, который ближе? В общем, я написал программу, которая это рисует - сумму полей двух зарядов и однородного гравитационного. Оказалось, что всё зависит от параметров. Заряды у меня были единичные и я игрался с гравитацией. И вот при гравитации 0.8 попугаев получается картина, как у вас - эта точка является вершиной очень пологой горки и силы направлены наружу. А при гравитации в 1 попугай это место продавлено вниз и силы в окрестности этой точки направлены в её сторону, т.е. положение заряда в этом месте будет устойчиво.

[@ВасилийКоровин-г9э]

Программа из двух файлов. script.js: const canvas = document.getElementById("field"); const ctx = canvas.getContext("2d"); K=100000; spacing = 10; charge1X=250; charge1Y=500; charge1Q=1; charge2X=750; charge2Y=500; charge2Q=1; gravity=1; for (let x = 0; x < 1000; x+=spacing){ for (let y = 0; y < 1000; y+=spacing){ //charge 1 force dx1=(charge1X-x); dy1=(charge1Y-y); dist12 = dx1*dx1+dy1*dy1; dist1=Math.sqrt(dist12); force1=-K*charge1Q/dist12; vx1=force1*dx1/dist1; vy1=force1*dy1/dist1; //charge 2 force dx2=(charge2X-x); dy2=(charge2Y-y); dist22 = dx2*dx2+dy2*dy2; dist2=Math.sqrt(dist22); force2=-K*charge2Q/dist22; vx2=force2*dx2/dist2; vy2=force2*dy2/dist2; //net force vector vx=vx1+vx2; vy=vy1+vy2+gravity; //net force vector scaled to spacing vl=Math.sqrt(vx*vx+vy*vy); vx=vx*spacing/vl; vy=vy*spacing/vl; //arrow ctx.strokeStyle = 'rgb(255 0 0)'; ctx.beginPath(); ctx.moveTo(x, y); ctx.lineTo(x+vx, y+vy); ctx.stroke(); //arrowhead ctx.strokeStyle = 'rgb(0 0 255)'; ctx.beginPath(); ctx.moveTo(x+vx, y+vy); ctx.lineTo(x+vx+1, y+vy+1); ctx.stroke(); } }

[@ВасилийКоровин-г9э]

index.html: нужен браузер поновее

[@ВасилийКоровин-г9э]

Чтобы заработало, нужно создать файлы, название и содержимое которых приведено в комментариях выше, и открыть в браузере index.html

[@aleksandr_berdnikov]

Речь шла про тор, а посчитали вы для двух зарядов. Для них можно параметры подобрать, как вы убедились, чтобы одна из точек была устойчивой... в плоскости рисунка, что ничему не противоречит, потому что в перпендикулярном направлении она конечно неустойчива (одноимённый заряд отталкивается от плоскости).

[@ВасилийКоровин-г9э]

@@aleksandr_berdnikov В видео был плоский случай. Если этого было достаточно для обоснования, почему нельзя, то почему вдруг стало недостаточно, когда выяснилось, что льзя? Ну ОК. Как придумаю, как изобразить трёхмерный случай (горизонтальный треугольник из зарядов), чтобы всё было очевидно, так напишу ещё одну программу.

[@SINHRO-FAZA]

Было бы интересно услышать про парение сверхпроводников над магнитами..

[@glukmaker]

Там нет ничего особенного, но такая система не является стационарной.

[@andreiantonov7303]

Это верно для покоящегося заряда, а движущийся заряд может быть локализован в некоторой области электростатическим полем. На этом принципе работают электростатические ловушки.

[@vinsard9685]

Объясните, откуда внешние 2 линии на картинке взялись (те что за линиями тора)? Объяснение конкретно этого момента мне не понятно...

[@aleksandr_berdnikov]

Можете сказать время ролика, когда эти линии рисуются, а то не очень понятно?

[@vinsard9685]

@@aleksandr_berdnikov 5:52

[@ВладимирДмитриевский-з5ф]

Хотелось бы получить ответ не такие вопросы. 1. Вот штука, которой Вы балансируете, может удерживаться статическим полем? Она явно не точечная. 2. Может ли система магнитов или электрических диполей быть устойчива?

[@unclepasha2718]

Почему тогда груз на нити находится в состоянии устойчивого равновесия? На него действуют две силы: гравитационная со стороны Земли и электромагнитная со стороны нити.

[@padla87]

Потому что в теореме речь про электростатическое поле. А Вы задаёте вопрос про электромагнитное.

[@michaelpovolotskyi3295]

Дело в том, что частицы, из которых состоит материя, не находятся в состоянии покоя. Электроны в атомах движутся, и это делает атом устойчивым.

[@viyacheslav.]

Странно... В гравитационном поле могут быть точки Лагранжа, в магнитном поле мы знаем, можно подвесить диамагнитный материал, который будет левитировать. То есть тут равновесие возможно, а вот в электрическом поле почему то нет.

[@aleksandr_berdnikov]

Для начала, точки Лагранжа - они у не статической системы (два тела друг вокруг друга летают), а теорема только для статических систем. В переменном электрическом поле можно устойчивости добиваться, как в конце ролика анонсировано. Потом, диамагнитный материал - это не "заряд", его свойства меняются в зависимости от внешнего поля, так что теорема буквально неприменима. Если бы были материалы с отрицательной электровосприимчивостью (чтобы они отталкивались от поля, как диамагнетики от магнитного, а не втягивались в него, как поляризуемые вещества в электрическое), можно было бы их так же над электрически заряженым тором устойчиво подвесить.

[@viyacheslav.]

@@aleksandr_berdnikov А если электрическое поле будет в среде с большой диэлектрической проницаемостью, а мы возьмем тело с меньшей диэлектрической проницаемостью. То это тело будет аналог диамагнетика в магнитном поле? И тогда для этого тела можно будет создать устойчивое равновесие.

[@aleksandr_berdnikov]

@@viyacheslav. отличный вопрос, звучит логично, но надо проверить по-хорошему что всё действительно так.

[@Bykazyabrik]

А можно ли этоо примерить с тором и двумя точками применять к магнитным полям? Например, от стационарных магнитов?

[@s_myslov]

Здравствуйте! А если в случае рассмотренном на 7-минуте случае точка равновесия находится не над полусферой, а внутри (на оси на расстоянии от дна меньше радиуса), то разве такое состояние не будет устойчивым?

[@egigd]

А что насчёт электростатической левитации пыли на Луне?

[@mustang2mipt]

Пылинка может скользить по изоповерхности куда угодно. Гравитационное и электрические поля "съедают" только одну степень свободы из трёх.

[@fimichsal2687]

Квадроупольная ловушка это ловушка Пенинга?

[@NaeelMaqsudov]

А для магнитного поля это справедливо? (У вас был ролик с левитирующим волчком, но без вращения это не работает)

[@KonstantinGrigorishin-t4f]

Магнитных зарядов в природе нет, так что теорема, которая была бы аналогична теореме Ирншоу, в магнетизме бессмысленна. Правда, частицы могут обладать магнитным моментом (как бы маленькие магнитики), то для них можно создавать магнитные ловушки.

[@Остап-ц5в]

Если сила магнитного взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния то да

[@egigd]

Диамагнитные материалы (из более "простого" - пиролитический графит, но идеальный вариант - сверхпроводник) могут левитировать во внешнем статичном магнитном поле.

[@Mr.Not_Sure]

Да, для магнитостатических полей, утверждение, аналогичное теореме Ирншоу, также справедливо. Невозможно подвесить одни магнитики под другими (без касания).

[@ГригорийРозенфельд]

Я правильно понимаю что силовые линии нигде не замкнуты на рисунке, просто можно подумать что в нулевых точках они замыкаются; силовые линии одноименных зарядов должны везде отталкиваться, верно?!

[@aleksandr_berdnikov]

Обычно под "замкнутой силовой линией" понимают замкнутую линию, так что поле везде касательно к ней в одном и том же направлении, тут это не так, с разных сторон от нулевой точки поле в противоположные стороны смотрит, так что в этом смысле они "не замкнуты". Что вы понимаете под отталкиванием линий от доноимённых зарядов - не очень понятно. Сближаться они вполне могут, как видно на рисунке. Могут даже заворачивать друг к другу.

[@ГригорийРозенфельд]

@aleksandr_berdnikov я к тому что из рисунка вывод можно сделать, что силовые линии с одного положительного заряда замыкаются на второй положительный; так как я не физик, но из школьного курса помню говорилось - силовые линии от положительного заряда замыкаются на отрицательный, и исходя их этого единственно логичный вывод, что силовые линии двух изображеных зарядов сначала входят в нижнюю нулевую точку походят через верхнюю нулевую точку и уходят вниз рисунка, огибая два заряда на бесконечность

[@aleksandr_berdnikov]

@@ГригорийРозенфельд Ну там стрелочки нарисованы, что они из зарядов только выходят, итд. Но да, если считать ломаные с вершинами в нулевых точках едиными силовыми линиями, то всё так. Я бы, правда, предпочёл говорить что силовая линия заканчивается в нулевой точке, а из неё начинается уже другая.

[@jemon2423]

А как тогда в БАКе удерживают протоны???

[@schetnikov]

Они там по кругу в магнитном поле летают.

[@ivarsdrikis6983]

А модель атома Томсона?

[@michaelpovolotskyi3295]

А что с ней?

[@ivarsdrikis6983]

@@michaelpovolotskyi3295 Занкомый ~30 лет назат писал дипломную но поедагогике физики. Он разсказывал что отрицательные заряды на вершинах правильных (Платоновых) многогранников в "булочках" положительного "теста" стабильны. Да и обоснование периодичесой системы получается... К сожелению дипломная работа утеренна как и черновики и исходхые файлы... Его работа была как обзор литературы по эту тему...

[@mishakozachkov8233]

Не скажу ничего нового,но обратите внимание на основную форму галактик,планетарную систему,спираль ДНК,всякие волчки и др.-относительно устойчивые состояния всевозможных сил возможны только во вращательных,спиральных движениях.Это относится и к макро и микромиру.

[@MrSmirnov7777]

Андрей при всем уважении, но ваши заявления противоречат простому опыту! Уравновесить силы покоящегося электростатического заряда только гравитационными силам можно в следующем легко повторяемом опыте: Берете обычный воздушный шарик, который надуваете ртом. Далее потрите его например о волосы, шерсть и тд чтобы сообщить шарику электростатический заряд. Далее подбросьте его в комнате чтобы он коснулся бетонного потолка. Шарик прилипнет к потолку и будет висеть в таком положении довольно долго если в помещении сухо, низкая влажность и нет сильного движения воздуха. Потом со временем заряд с шарика стечет и он отлипнет от потолка и упадет на пол. Следовательно пока на шарике есть электростатический заряд, он будет уравновешивать вес шарика.

[@Mr.Not_Sure]

Вы забыли про силу реакции опоры.

[@MrSmirnov7777]

Шарик притягивается к потолку, а не давит на него своим весом.

[@Mr.Not_Sure]

@@MrSmirnov7777 верно

[@dmitry_kalugin]

​​@@MrSmirnov7777но вы забыли, что потолок лежит на стенах, которые давят на землю. Потолок не висит в воздухе. И даже если бы и висел, ничего принципиально не изменилось, ибо сам воздух давит на землю.

[@ГрозаСадов]

Шаровая молния аналогична последнему опыту с одинаковыми зарядами На мое твердое убеждение магнитное поле Земли образовано освещенной ионосферой, вращением Земли и токами в воде

[@artsh1509]

Здравствуйте, сделайте пожалуйста каналы на отечественных хостингах

[@unclepasha2718]

На Рутубе есть

[@MrBeeKN]

Обожаю физиков с их любовью выбирать удобные точки отсчёта. Свет, проходя мимо чёрной дыры, движется... по прямой, а отклоняется из-за... искривления пространства, которое, получается по сути, есть искривлённое ничто. 😊 И в последнем опыте на видео тоже всё прекрасно: электростатические заряды эбонитовой палки и куска полиэтилена не изменяются. Так как же полиэтилен не падает? С точки зрения наблюдателя на эбонитовой палочке заряженный пакет скачет туда сюда, удерживаемый статикой, создающей в пространстве переменное электричское поле. 😊 Вот так вот движение и геометрия создают интересные темы для осмысления: движение носителей электростатических зарядов толком нигде не рассматривается. Вы, например, в курсе, что сектора из фольги на электрофорной машине на фиг не нужны и лишь ухудшают параметры?