Gravitational Field vs Electric Field
Uga wa umeme na uga wa mvuto ni dhana mbili zinazofungamana na muundo wa sehemu. Mashamba haya yote ni mifano ambayo hutumiwa kuelezea tabia ya chaji, sumaku na raia. Aina hizi za nyanjani ni muhimu sana katika nyanja kama vile uhandisi wa umeme, uhandisi wa elektroniki, fizikia, unajimu, cosmology, kemia na zingine nyingi. Uelewa mzuri wa dhana hizi unaweza kusaidia sana mwanachuoni yeyote katika fizikia na nyanja zinazohusiana.
Sehemu ya Umeme
Njia ya umeme na chaji ya umeme ni kama tatizo la "kuku na yai". Mmoja anatakiwa kuelezea mwingine. Sehemu ya umeme inasemekana kuzalishwa na chaji zote za umeme iwe zinasonga au za kusimama. Sehemu ya umeme pia inaweza kuzalishwa kwa kutumia sehemu tofauti za sumaku wakati wowote. Kuna mambo kadhaa muhimu ya mashamba ya umeme. Hizi ni nguvu ya uwanja wa umeme, uwezo wa uwanja wa umeme, na msongamano wa flux ya umeme. Uzito wa uwanja wa umeme hufafanuliwa kama nguvu kwenye malipo ya sehemu ya kitengo kutoka kwa uwanja wa umeme. Hii inatolewa na fomula E=Q/4πεr2, ambapo Q ni chaji, ε ni kibali cha umeme cha kati na r ni umbali wa uhakika kutoka kwa chaji ya uhakika ya Q.. Uwezo wa umeme unafafanuliwa kama kiasi cha kazi kwenye malipo ya kitengo kinachohitajika kuleta malipo ya kitengo kutoka kwa ukomo hadi kwa uhakika uliopewa. Mlinganyo wa kukokotoa hii ni V=Q/4πεr ambapo alama zote zina maana zilizotangulia. Kipengele kingine muhimu sana cha uwanja wa umeme ni wiani wa flux ya umeme. Uzito wa umeme wa umeme ni kipimo cha idadi ya mistari ya uwanja wa umeme inayoenda kwa usawa kwa uso wa eneo la kitengo. Sheria ya Gauss na sheria ya Ampere ni muhimu sana wakati wa kusoma sehemu hizi za umeme.
Uga wa Mvuto
Sehemu ya uvutano inatolewa na wingi wowote kwenye nafasi. Kuna dhana muhimu sana katika nyanja za uvutano kama vile nguvu ya uvutano na uwezo wa uvutano. Nguvu ya uwanja wa mvuto pia inajulikana kama kuongeza kasi ya mvuto. Inaweza kufafanuliwa kama nguvu kwenye misa ya kitengo kwa misa iliyotolewa. Hukokotolewa kwa kutumia fomula ya g=GM/r2, ambapo G ni mvuto thabiti na r ni umbali. Uwezo wa uvutano unaweza kufafanuliwa kama kiasi cha kazi kinachohitajika kufanywa kwenye misa ya kitengo ili kuitoa kutoka kwa ukomo hadi kwa uhakika uliotolewa.
Kuna tofauti gani kati ya uwanja wa umeme na sehemu ya uvutano?
– Nyuga za mvuto zinaweza kutokea tu kwa sababu ya wingi, lakini sehemu za umeme zinaweza kutokea kwa sababu ya chaji na wakati kutofautiana kwa sehemu za sumaku.
– Sifa kama vile ukubwa wa uwanja wa umeme au uwezo wa uga wa umeme zinaweza kuwa hasi au chanya kwa sababu chaji za umeme zina thamani chanya na hasi. Hakuna uzito hasi, kwa hivyo nguvu ya uvutano inaweza kuwa chanya pekee, wakati uwezo wa uga wa mvuto unaweza kuwa wa thamani hasi pekee.
– Njia za uga wa umeme zinaweza kubainishwa kwa sababu njia za sehemu zina kuanzia na kuishia kwenye nguzo zinazokinzana. Kwa kuwa nguzo za uvutano hazipo, mistari ya uga wa mvuto haiwezi kubainishwa.
