مثال على قانون كولومب

ال قانون كولوم ، يُعرف أيضًا باسم قانون الشحنات الكهربائية ، وهو قانون للكهرباء الساكنة يتكون من اكتشاف أن تتنافر الرسوم التي تحمل نفس العلامة وتتقاضى رسومًا مع الإشارة المعاكسة. كان قانون كولومب أكتشف من قبل العالم الفرنسي كارلوس أغوستين دي كولوم في عام 1795. جاء الاكتشاف بعد ملاحظة كيفية تفاعل كرة مشحونة كهربائيًا في a توازن الالتواء ، يتحرك بعيدًا أو يقترب ، عندما يقترب منه مجال آخر أيضًا به شحنة الكهرباء. تم تمرير الشحنات الكهربائية إلى المجالات عن طريق فرك قضيب على مواد مختلفة ، مثل الصوف والحرير والألياف الأخرى.

نتيجة لملاحظاته ، أدرك ذلك عندما تتفاعل شحنتان كهربائيتان بنفس العلامة، هذا هو كلاهما موجب أو كلاهما سلبي ، يميلون إلى الانفصال، أي أنهم يصدون و عندما تكون الشحنات من العلامة المعاكسة التي تجتذبها. كما أدرك أيضًا أن القوة التي تجذب بها أو تتنافر مع بعضها البعض تتعلق بالشحنة الكهربائية والمسافة التي تكون عليها الشحنات. قالها على النحو التالي:

تتناسب القوة الجذابة أو الطاردة بين شحنتين كهربائيتين طرديًا مع الشحنة الكهربائية وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة التي تفصل بينهما.

هذا يعني أنه كلما زادت الشحنة ، زادت القوة التي تجتذب بها أو تتنافر مع بعضها البعض ، وكلما زادت المسافة بين الشحنات ، انخفضت القوة الجذابة.

العامل الآخر الذي يؤثر على قوة الجذب هو البيئة المحيطة ، حيث تختلف التوصيل الكهربائي حسب البيئة. تسمى هذه القيمة للتوصيلية للوسط بثابت العزل الكهربائي.

تُحسب القوى الجاذبة أو الطاردة بالصيغة التالية:

القيم كما يلي:

F: هي القوة التي سنحسبها.

ك: هو ثابت العزل ، أي موصلية الوسط الذي يحيط بالشحنات الكهربائية. بالنسبة للهواء والفراغ ، قيمته 9 × 10⁶ N م²/ ج².

ماذا او ما₁، ماذا او ما₂: هي الشحنات الكهربائية التي يجب مراعاتها ، المتوسطات في كولومبس. Coulumb هو مقياس الشحنة الكهربائية ، والتي يمكن أن يكون لها قيمة موجبة أو سالبة. قيمة Coulumb هي 6.241509 X 10¹⁸ الإلكترونات. إذا كانت القيمة سالبة (شحنة سالبة) ، فهذا يعني أن شحنتها يمكن أن تتخلى عن الإلكترونات. إذا كانت قيمته موجبة (شحنة موجبة) ، فهذا يعني أنه يمكنه امتصاص الإلكترونات. يتم قياس الشحنات بشكل عام في الأجزاء الفرعية ، مثل المللي كولوم (mC) أو microCoulumbs (mC)

د: المسافة بين الشحنات مقاسة بالأمتار. يمكن أيضًا قياسها في أجزاء فرعية ، مثل السنتيمتر (سم) أو المليمترات (مم) أو الميكرونات أو الميكرومترات (مم).

أمثلة على حساب قانون كولوم:

مثال 1: إذا كان لدينا شحنتان كهربائيتان بمقدار 5mC و 7 mC ، مفصولة بمقدار 3 مم ، حدد ما إذا كانت ستجذب أو تتنافر ، واحسب القوة التي تفعل بها ذلك.

نظرًا لأن الشحنتين موجبتان ، أي من نفس العلامة ، فسوف تتنافر (رسوم نفس العلامة تجذب بعضها البعض).

نكتب الآن القيم التي سنعوض بها في الصيغة وسنقوم باستبدال المضاعفات الفرعية بقوى الصورة 10^xلتبسيط العمليات الحسابية:

ك = 9 × 10⁹ N م²/ ج²
ماذا او ما₁ = 5 ملي سي = 5 × 10^-3 ج
ماذا او ما₂ = 7 ملي سي = 7 × 10^-3 ج
د = 3 مم = 3 × 10^-3 م

الآن نقوم بالعمليات بدءًا بضرب العضو الثاني:

(ماذا او ما₁) (ماذا او ما₂) = (5 × 10^-3) (7 × 10^-3) = 35 × 10^-6 ج
د² = (3 × 10^-3)² = 9 × 10^-6

نصنع التقسيم:

(35 × 10^-6) / (9 × 10^-6) = 3.88 × 10⁰ = 3.88

نضرب النتيجة في الثابت:

(9 × 10⁹) (3.88) = 34.92 × 10⁹ ن

المثال 2: احسب المسافة بين الشحنات ، إذا علمنا أن هناك قوة جذب مقدارها -25 × 10⁵ N والشحنات 2mC و -4mC.

في هذا المثال ، نظرًا لأننا نعرف قيمتي F و k ، فإن ما يجب علينا فعله أولاً هو قسمة F على k ، لمعرفة مقدار قيمة [(q₁) (ماذا او ما₂)] / د²:

-25 / 9 = -2.77 × 10^5-9= 2.77 × 10^-4

نحن نعلم بالفعل أن قيمة [(q₁) (ماذا او ما₂)] / د² 2.77 × 10^-4

الآن سنقوم بقسمة هذه النتيجة على قيمة الشحنات.

(ماذا او ما₁) (ماذا او ما₂) = (2 × 10^-3) (- 4 × 10^-3) = -8 × 10^-6

الآن نقسم 2.77 X10^-4 بين -8 × 10^-6

2.77 × 10^-4 / -8 × 10^-6 = 0.34625 × 10² = 34.625

أذكر أن هذه النتيجة هي د²، لذلك يجب حساب الجذر التربيعي للحصول على المسافة بالأمتار:

لا تنسى أن تترك تعليقاتك.