የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል

ስለ ኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል መጣጥፍ

ይህንን ርዕስ ከማጥናትዎ በፊት፣ በመጀመሪያ ስራን፣ ወግ አጥባቂ ኃይሎችን፣ ከኃይል አቅም ጋር ባለው ወግ አጥባቂ ኃይሎች መካከል ያለውን ግንኙነት ፣ የኤሌክትሪክ ኃይሎችን እና የኤሌክትሪክ መስክን ይረዱ።

የኤሌክትሪክ ኃይል ወግ አጥባቂ ኃይል ነው

ከስበት ኃይል እና ከስፕሪንግ ኃይል በተጨማሪ፣ የወግ አጥባቂ ኃይል ሌላ ምሳሌ የኤሌክትሪክ ኃይል ነው። የኤሌክትሪክ ኃይል ወግ አጥባቂ ኃይል ተብሎ የሚጠራው ለምን እንደሆነ በተሻለ ለመረዳት የሚከተለውን ማብራሪያ ይረዱ።

በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው ሁለት በኤሌክትሪክ የተሞሉ ሳህኖች አሉ እንበል፤ የግራ ሳህኑ በአዎንታዊ ኃይል የተሞላ ሲሆን የቀኝ ሳህኑ ደግሞ በአሉታዊ ኃይል የተሞላ ነው። በሁለቱ ሳህኖች መካከል ያለው ቀስት ከአዎንታዊ ኃይል የሚወጡ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ወደ አሉታዊ ኃይል የሚወጡ ናቸው። አዎንታዊ ኃይል ከአዎንታዊ ኃይል የተሞላ ሳህን አጠገብ ነው።

የኤሌክትሪክ መስክ መኖሩ አወንታዊ ክፍያ የኤሌክትሪክ ኃይልን በኤሌክትሪክ መስክ አቅጣጫ እንዲለማመድ ስለሚያደርግ አወንታዊ ክፍያው ወደ ቀኝ ወደ አሉታዊ ኃይል ወደተሞላው ሳህን እንዲፋጠን ያደርጋል። የኤሌክትሪክ ኃይል ወደ ቀኝ አቅጣጫ፣ በቻርጁ እንቅስቃሴ አቅጣጫ፣ የኤሌክትሪክ ኃይል በቻርጁ ላይ አዎንታዊ ውጤት እንዲያመጣ ያደርጋል። በሂሳብ፣ በአዎንታዊ ኃይል ላይ የኤሌክትሪክ ኃይል የሚሠራው ሥራ W = F d = q E d ሲሆን W = ሥራ፣ F = የኤሌክትሪክ ኃይል፣ d = በሁለቱ ሳህኖች መካከል ያለው ርቀት፣ q = ፖዘቲቭ ክፍያ፣ E = የኤሌክትሪክ መስክ።

አሉታዊ በሆነው ቻርጅ ሳህኑ አጠገብ ከደረሱ በኋላ፣ አወንታዊው ቻርጅ ወደ ቀድሞው ቦታው በአሉታዊ በሆነ ቻርጅ ሳህኑ አቅራቢያ እንዲመለስ ከተፈለገ፣ ውጫዊ ኃይል ያስፈልጋል። አወንታዊው ቻርጅ ወደ ግራ ወደ ፖዘቲቭ ቻርጅ ሳህኑ ሲንቀሳቀስ፣ የኤሌክትሪክ ኃይሉ ወደ ቀኝ አቅጣጫ ስለሚሄድ የኤሌክትሪክ ኃይሉ በቻርጅ ላይ አሉታዊ ውጤት እንዲያመጣ ያደርጋል። በሂሳብ፣ በአዎንታዊ ቻርጅ ላይ የኤሌክትሪክ ኃይል የሚሰራው ሥራ W = – F d = – q E d ነው።

የኤሌክትሪክ ኃይል በአዎንታዊ ክፍያ ላይ የሚሠራው አጠቃላይ ሥራ፣ ክፍያው ወደ ቀኝ ሲንቀሳቀስ፣ ከዚያም ወደ ግራ ወደ መጀመሪያው ቦታ ሲንቀሳቀስ፣ W = q E d – q E d = 0 ነው። የተጣራ ሥራው የሚከናወነው በነገሩ ላይ ባለው ኃይል ከሆነ፣ ዕቃው ከመጀመሪያው ቦታው ሲወጣ እና ከዚያም ወደ መጀመሪያው ቦታው ሲመለስ፣ ከዜሮ ጋር እኩል ከሆነ፣ ኃይሉ ወግ አጥባቂ ኃይል ነው። ከላይ ባለው ማብራሪያ መሠረት፣ የኤሌክትሪክ ኃይል ወግ አጥባቂ ኃይል ነው ብሎ መደምደም ይቻላል።

የኤሌክትሪክ ኃይል እና የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል

በወግ አጥባቂ ኃይሎች የሚሠራው ሥራ በእምቅ ኃይል ላይ ከሚደረጉ ለውጦች ጋር የተያያዘ ነው። ለምሳሌ፣ በጅምላ ነገር ላይ የስበት ኃይል የሚያደርገው ሥራ የጅምላ ነገርን የስበት ኃይል ይለውጣል። በተመሳሳይ፣ በኤሌክትሪክ ኃይል ውስጥ የሚሠራው ሥራ የክሱ የኤሌክትሪክ ኃይል ኃይልን ይለውጣል።

በኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ ያለው አወንታዊ ክፍያ

ከታች ያሉት ሁለት ምስሎች በጠንካራ ኃይሎች የሚሰሩ ስራዎችን የሚያሳዩ ሲሆን ይህም እምቅ ኃይል ላይ ለውጥ ያስከትላል። በስበት ኃይል የተሰራውን ስራ እና በስበት ኃይል ላይ የሚደረጉ ለውጦችን የሚያሳይ ማብራሪያ እንደ ንጽጽር ጥቅም ላይ ይውላል፣

የኤሌክትሪክ ኃይል የሚሠራውን ሥራ እና በኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ላይ ስለሚደረጉ ለውጦች ግንዛቤን ለማመቻቸት.

በግራ በኩል ያለው ምስል አንድ ነገር ወደ መሬት ወለል በነፃነት የሚወድቅ መሆኑን ያሳያል። ከላይ ሲደርሱ፣ ነገሮች ከፍተኛ የስበት ኃይል አላቸው። ወደ ታች ሲንቀሳቀሱ የስበት ኃይል በነገሩ ላይ ይሰራል። የስበት ኃይል አቅጣጫ ወደ ታች ካለው ነገር እንቅስቃሴ አቅጣጫ ጋር ተመሳሳይ ነው፣ ስለዚህ የስበት ኃይል አዎንታዊ ስራ ይሰራል። ወደ ታች ሲወርድ፣ የነገሩ ቁመት ይቀንሳል ስለዚህም የነገሩ የስበት ኃይል እምቅ ኃይል ይቀንሳል። ወደ መሬት ሲደርሱ የስበት ኃይል እምቅ ኃይል ዝቅተኛ ነው። በነገሩ ላይ ባለው የስበት ኃይል የሚሠራው አዎንታዊ ስራ የነገሩን የስበት ኃይል እምቅ ኃይል እንደሚቀንስ መደምደም ይቻላል። የስበት ኃይል እምቅ ኃይል አይጠፋም ነገር ግን ወደ ኪነቲክ ኃይል ይለወጣል፣ ይህም ወደ ታች ሲንቀሳቀስ የነገሩ ፍጥነት መጨመር ያሳያል።

በቀኝ በኩል ያለው ምስል አዎንታዊ ቻርጅን በአዎንታዊ ቻርጅ ሳህኑ አጠገብ ያሳያል። በአዎንታዊ ቻርጅ ሳህኑ አቅራቢያ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ከፍተኛውን እሴት ይይዛል። በሁለቱ ሳህኖች መካከል የኤሌክትሪክ መስክ መኖሩ ቻርጅን ከአዎንታዊ ቻርጅ ሳህኑ ወደ አሉታዊ ቻርጅ ሳህኑ በኤሌክትሪክ ኃይል እንዲፋጠን ያደርገዋል። ቻርጅ ወደ ቀኝ ሲንቀሳቀስ የኤሌክትሪክ ኃይሉ ወደ ቀኝ በሚፈናቀልበት አቅጣጫ ላይ ስለሚገኝ የኤሌክትሪክ ኃይሉ አዎንታዊ ስራ ይሰራል። ወደ ቀኝ ሲንቀሳቀስ የቻርጅ ኪኔቲክ ኃይል ይጨምራል የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ግን ይቀንሳል።

አሉታዊ ቻርጅ ያለበትን ሳህን አጠገብ ሲደርሱ፣ እምቅ የኤሌክትሪክ ኃይል ዝቅተኛው እሴት አለው። በቻርጅ ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ኃይል የሚያደርገው አወንታዊ ሥራ የቻርጅ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይልን እንደሚቀንስ መደምደም ይቻላል። በተቃራኒው፣ አወንታዊ ቻርጅ ወደ መጀመሪያው ቦታው ከተመለሰ የቻርጅ አቅጣጫ ወደ ግራ ይቀየራል፣ ከቀኝ በኩል ካለው የኤሌክትሪክ ኃይል አቅጣጫ በተቃራኒ። በተቃራኒው አቅጣጫ ምክንያት የኤሌክትሪክ ኃይል በአዎንታዊ ቻርጅ ላይ አሉታዊ ውጤት ያስገኛል። ወደ ግራ ሲንቀሳቀስ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ይጨምራል። ስለዚህ፣ በቻርጅ ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ኃይል የሚያደርገው አሉታዊ ሥራ የቻርጅ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይልን እንደሚጨምር መደምደም ይቻላል።

ተመሳሳይ በሆነ የኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ አሉታዊ ክፍያ

ከአዎንታዊ ክፍያ በተለየ መልኩ፣ አሉታዊ ክፍያው በአሉታዊ ክፍያው ሳህን አጠገብ ሲሆን ከፍተኛውን የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል እና በአዎንታዊ ክፍያው ሳህን አጠገብ ሲሆን ዝቅተኛውን የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል አለው። በተፈጥሮው የኤሌክትሪክ ክፍያው ከከፍተኛ አቅም ወደ ዝቅተኛ አቅም ስለሚንቀሳቀስ፣ አሉታዊ ክፍያው ከአሉታዊ ክፍያው ሳህን ወደ አዎንታዊ ኃይል ወደተሞላው ሳህን ይንቀሳቀሳል። የአሉታዊ ክፍያው የመፈናቀያ አቅጣጫ ወደ ግራ ሲሆን የኤሌክትሪክ ኃይል አቅጣጫ ደግሞ ወደ ቀኝ ስለሆነ የኤሌክትሪክ ኃይል አሉታዊ ሥራ እንዲሠራ ያደርጋል። ወደ ግራ ሲንቀሳቀስ፣ የአሉታዊ ክፍያው የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ይቀንሳል እና አሉታዊ ክፍያው በአዎንታዊ ክፍያው ሳህን አጠገብ ሲደርስ ዝቅተኛ እሴት አለው። በኤሌክትሪክ ኃይል የሚሠራው አሉታዊ ሥራ የአሉታዊ ክፍያውን የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል እንደሚቀንስ መደምደም ይቻላል። የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል አይጠፋም ነገር ግን ወደ ኪኔቲክ ኃይል ይለወጣል፣ ይህም ወደ አዎንታዊ ኃይል ወደተሞላው ሳህን ሲንቀሳቀስ የቻርጁን ፍጥነት በመጨመር ይገለጻል።

ተመሳሳይ በሆነ የኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል

የአንድ ቻርጅ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ክፍያው በተወሰነ ቦታ ላይ ሲሆን ዋጋው ሊታወቅ አይችልም። ነገር ግን ቻርጅው ከአንድ ቦታ ወደ ሌላ ቦታ ከተንቀሳቀሰ፣ የቻርጅ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ለውጥ ሊሰላ ይችላል። ስለዚህ፣ ትርጉም ያለው ነገር የሊቅ ኃይል ለውጥ ነው። በኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል (ΔEP) ላይ የሚደረጉ ለውጦች አወንታዊው ቻርጅ ከከፍተኛ እምቅ ኃይል (በአዎንታዊ ቻርጅ ሳህን) ወደ ዝቅተኛ እምቅ ኃይል (በአሉታዊ ቻርጅ ሳህን) ሲሸጋገር ሊታወቅ ይችላል።

ለማነፃፀር፣ ማንጎው በግንዱ ላይ ሲሆን፣ ማንጎው የስበት ኃይል አለው፣ ነገር ግን ዋጋው ሊታወቅ አይችልም። የማንጎ ፍሬው በስበት ኃይል ወደ መሬት ከተጣደፈ፣ የማንጎው የስበት ኃይል ለውጥ ቀመር W = ΔEP = mgh በመጠቀም በማስላት ሊታወቅ ይችላል።

m = ክብደት፣ g = የስበት ፍጥነት፣ h = በማንጎ እና በመሬት ወለል መካከል ያለው ርቀት።

በተመሳሳይ፣ የኤሌክትሪክ ኃይል ቻርጅ ቻርጅን ከአንድ ነጥብ ወደ ሌላ ነጥብ ሲያፋጥን የአንድ ቻርጅ የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል ለውጦች ሊታወቁ ይችላሉ። ቀደም ሲል እንደተገለጸው፣ አወንታዊው ቻርጅ ከአዎንታዊ ቻርጅ ታርጋ ወደ አሉታዊ ቻርጅ ታርጋ ከተሸጋገረ፣

የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ለውጥ የሚሰላው ቀመር W = ΔEP = q E d በመጠቀም ሲሆን፣ q = የኤሌክትሪክ ክፍያ፣ E = የኤሌክትሪክ መስክ እና d = በአንድ ቦታ እና በሌላ ቦታ መካከል ያለው ርቀት። በተመሳሳይ፣ አሉታዊ ክፍያ ከአሉታዊ ክፍያ ሳህን ወደ አዎንታዊ ክፍያ ሳህን ከተሸጋገረ፣ የአሉታዊ ክፍያ የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል መጨመር የሚሰላው ቀመር W = ΔEP = q E d በመጠቀም ነው።

የሁለቱ ነጥቦች ቻርጅስ የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል

በኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ላይ የሚደረጉ ለውጦች የሚከናወኑት በአንድ ዓይነት የኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ ባለው ቻርጅ ብቻ ሳይሆን በአንድ የኤሌክትሪክ ኃይል በሚመነጨው የኤሌክትሪክ መስክም ጭምር ነው። የኤሌክትሪክ መስክ የሚያመነጭ አንድ ቻርጅ Q አለ እንበል፤ የq ቻርጅ ደግሞ ከቻርጅ Q የr ርቀት አለው።

Q = የኤሌክትሪክ መስክ የሚፈጥር የኤሌክትሪክ ክፍያ

q = በቻርጅ Q በሚመረተው የኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ የሚፈናቀል የኤሌክትሪክ ክፍያ

d = r = የክሱ ርቀት q ከክሱ Q.

ሁለቱም ክፍያዎች ተመሳሳይ ምልክት፣ + ወይም - ካላቸው፣ ሁለቱ ክፍያዎች እርስ በእርሳቸው ይገፋፋሉ ወይም እርስ በእርሳቸው ይራቃሉ፣ በዚህም ምክንያት በእምቅ ኃይል ላይ የሚደረጉ ለውጦች አዎንታዊ እንዲሆኑ (የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ይጨምራል)። ይህ ከምድር ወደ ላይ የሚንቀሳቀስ የጅምላ ነገር ነው፣ ቁመቱ እና የስበት እምቅ ኃይል እንዲጨምር። በተቃራኒው፣ የሁለቱም ክፍያዎች ምልክት ተመሳሳይ ካልሆነ፣ ሁለቱ ክፍያዎች እርስ በእርሳቸው ይሳባሉ ወይም እርስ በእርሳቸው ይቀራረባሉ፣ ስለዚህም የእምቅ ኃይል ለውጥ አሉታዊ (የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ይቀንሳል)። ይህ ወደ ምድር ወለል እየቀረበ ወደ ታች የሚሄድ የጅምላ ነገር ነው፣ ስለዚህ ቁመቱ እና የስበት እምቅ ኃይል ይቀንሳል።

የኤሌክትሪክ ኃይል ወግ አጥባቂ ኃይል ነው፣ ስለዚህ የቻርጅ መንገዱ ቅርፅ በኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ላይ በሚደረጉ ለውጦች ላይ ተጽዕኖ አያሳድርም። በኤሌክትሪክ እምቅ ኃይል ላይ በሚደረጉ ለውጦች ዋጋ ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድር ነገር የቻርጅ የመጀመሪያ አቀማመጥ እና የመጨረሻው አቀማመጥ ነው።

በሚቀጥለው ርዕስ ላይ ስለ ኤሌክትሪክ አቅም፣ ከኤሌክትሪክ አቅም ኃይል ጋር በጥብቅ የተያያዙ አካላዊ መጠኖች ይብራራሉ።