Sula ndéanann tú staidéar ar an ábhar seo, tuig ar dtús an t-ábhar ar fhisic , fórsaí coimeádacha , muirear leictreach , dlí Coulomb agus réimsí leictreacha.
Is fórsa coimeádach é fórsa leictreach
Chomh maith le fórsa imtharraingthe agus fórsa an earraigh, is sampla eile de fhórsa coimeádach é an fórsa leictreach. Chun tuiscint níos fearr a fháil ar an gcúis a dtugtar fórsa coimeádach ar an bhfórsa leictreach, léigh an míniú seo a leanas.
Abair go bhfuil dhá phláta luchtaithe go leictreach ann mar a thaispeántar sa phictiúr, tá an pláta clé luchtaithe go dearfach agus tá an pláta deas luchtaithe go diúltach.n diúltach. An tsaighead idir tá an dá phláta línte réimse leictreach yang as lucht dearfach i dtreo lucht diúltach. Tá lucht dearfach gar do phláta atá luchtaithe go dearfach.
Fágann réimse leictreach go mbíonn fórsa leictreach ag muirear dearfach sa treo céanna leis an réimse leictreach, ionas go luasghéaraítear an muirear dearfach ar dheis i dtreo an phláta atá luchtaithe go diúltach. Tá treo an fhórsa leictrigh ar dheis, sa treo céanna le treo gluaiseachta an mhuirir, ionas go ndéanann an fórsa leictreach obair dhearfach ar an muirear. Go matamaiticiúil, is é an obair a dhéanann an fórsa leictreach ar mhuirear dearfach ná W = F s = q E s, áit a bhfuil W = obair, F = fórsa leictreach, s = an fad idir an dá phláta, q = muirear dearfach, E = réimse leictreach.
Tar éis teacht in aice leis an pláta luchtaithe go diúltach, má muirear dearfach ag iarraidhfilleadhIs féidir a bheith go dtí a shuíomh bunaidh in aice pláta luchtaithe go dearfach ansin tá do stíl ag teastáilCruinniú. Nuair a bhíonn an muirear dearfach bhog ar chlé i dtreo an phláta luchtaithe go dearfach, fanann an fórsa leictreach dírithe ar dheis ionas go ndéanann an fórsa leictreach obair dhiúltach ar an muirear. Go matamaiticiúil, is é an obair a dhéanann an fórsa leictreach ar mhuirear dearfach ná W = – F s = – q E s.
Is é W = q E s – q E s = 0 an obair iomlán a dhéanann an fórsa leictreach ar lucht dearfach, nuair a ghluaiseann an lucht ar dheis agus ansin ar chlé arís go dtí a shuíomh bunaidh. Más ionann an obair iomlán a dhéanann fórsa ar réad, nuair a bhogann an réad óna shuíomh bunaidh agus ansin nuair a fhilleann sé ar a shuíomh bunaidh, agus náid, ansin is fórsa coimeádach an fórsa. Bunaithe ar an míniú thuas, is féidir a thabhairt i gcrích gur fórsa coimeádach é an fórsa leictreach.
Fórsa leictreach agus fuinneamh poitéinsiúil leictreach
Tá an obair a dhéanann fórsa coimeádach gaolmhar leis an athrú i bhfuinneamh poitéinsiúil. Mar shampla, athraíonn an obair a dhéanann an fórsa imtharraingthe ar mhais fuinneamh poitéinsiúil imtharraingthe na maise. Ar an gcaoi chéanna, athraíonn an obair a dhéanann fórsa leictreach ar mhuirear leictreach fuinneamh poitéinsiúil leictreach an mhuirir.
Muirear dearfach i réimse leictreach aonchineálach
Léiríonn an dá fhigiúr thíos samplaí d’obair a dhéanann fórsa coimeádach a mbíonn athrú ar fhuinneamh poitéinsiúil mar thoradh air. Úsáidtear na mínithe ar an obair a dhéanann an fórsa imtharraingthe agus an t-athrú ar fhuinneamh poitéinsiúil imtharraingthe mar chomparáid chun tuiscint a éascú ar an obair a dhéanann an fórsa leictreach agus an t-athrú ar fhuinneamh poitéinsiúil leictreach.
Taispeánann an íomhá ar chlé rud ag titim. bebas i dtreo dhromchla na talún. Nuair a bhíonn réad ar airde, bíonn an fuinneamh poitéinsiúil imtharraingteach uasta aige. Nuair a ghluaiseann réad anuas, gníomhaíonn fórsa na himtharraingthe air. Tá treo an fhórsa imtharraingthe mar an gcéanna le treo dhíláithrithe an réada, eadhon anuas, mar sin déanann an fórsa imtharraingthe obair dhearfach. Nuair a luasghéaraíonn réad anuas, laghdaíonn a airde, rud a laghdaíonn a fhuinneamh poitéinsiúil imtharraingthe. Nuair a bhíonn sé ar tí an talamh a bhaint amach, bíonn an fuinneamh poitéinsiúil imtharraingteach ag a luach íosta. Is féidir a thabhairt i gcrích go laghdaíonn an obair dhearfach a dhéanann an fórsa imtharraingthe ar réad fuinneamh poitéinsiúil imtharraingthe an réada. Ní chailltear fuinneamh poitéinsiúil imtharraingthe ach déantar é a thiontú ina fhuinneamh cinéiteach, rud a léirítear le luas méadaitheach an réada agus é ag bogadh anuas.
Taispeánann an íomhá ar dheis muirear dearfach.Tá f gar do phláta atá luchtaithe go dearfach. Nuair a bhíonn sé gar do phláta atá luchtaithe go dearfach, bíonn fuinneamh poitéinsiúil leictreach an mhuirir ag a uasmhéid. Fágann láithreacht réimse leictrigh idir an dá phláta go luasghéaraíonn an fórsa leictreach ó pláta luchtaithe go dearfach go pláta luchtaithe go diúltach. bogann an t-ualach ar dheis, fórsa leictreach sa treo céanna freisin Tá díláithriú an luchta ar dheis, ionas go ndéanann an fórsa leictreach obair dhearfach. Agus tú ag bogadh ar dheis, méadaíonn fuinneamh cinéiteach an mhuirir agus laghdaíonn an fuinneamh poitéinsiúil leictreach. Nuair a shroicheann sé in aice leis an pláta luchtaithe go diúltach, bíonn fuinneamh poitéinsiúil leictreach an mhuirir ag a luach íosta. Is féidir a thabhairt i gcrích gurb é an obair dhearfach a dhéanann an fórsa leictreach ar muatan, ag laghdú fuinneamh poitéinsiúil leictreach an mhuirir. Sar a mhalairt, jica bogtar an lucht dearfach ar ais go dtí a shuíomh bunaidh ansin tá treo an aistrithe luchta ar chlé, os coinne an treo fórsa leictreach ar dheisnÓs rud é go bhfuil an fórsa leictreach sa treo eile, déanann sé obair dhiúltach ar an muirear dearfach. De réir mar a ghluaiseann sé ar chlé, méadaíonn an fuinneamh poitéinsiúil leictreach. Dá bhrí sin, is féidir a thabhairt i gcrích go méadaíonn an obair dhiúltach a dhéanann an fórsa leictreach ar an muirear fuinneamh poitéinsiúil leictreach an mhuirir.
Muirear diúltach i réimse leictreach aonchineálach
Murab ionann agus luchtanna dearfacha, bíonn an fuinneamh poitéinsiúil leictreach uasta ag luchtanna diúltacha nuair a bhíonn siad gar do phláta luchtaithe go diúltach agus an fuinneamh poitéinsiúil leictreach íosta nuair a bhíonn siad gar do phláta luchtaithe go dearfach. Ar ndóigh, bogann luchtanna leictreacha ó phoitéinseal ard go poitéinseal íseal, mar sin bogann luchtanna diúltacha freisin ó phláta luchtaithe go diúltach go pláta luchtaithe go dearfach. Is ar chlé atá treo ghluaiseacht an mhuirir dhiúltaigh, agus ar dheis atá treo an fhórsa leictrigh, mar sin déanann an fórsa leictreach obair dhiúltach. Agus é ag bogadh ar chlé, laghdaíonn fuinneamh poitéinsiúil leictreach an mhuirir dhiúltaigh agus bíonn luach íosta aige nuair a shroicheann an muirear diúltach gar don phláta luchtaithe go dearfach. Is féidir a thabhairt i gcrích go laghdaíonn an obair dhiúltach a dhéanann an fórsa leictreach fuinneamh poitéinsiúil leictreach an mhuirir dhiúltaigh. Ní chailltear an fuinneamh poitéinsiúil leictreach ach déantar é a thiontú ina fhuinneamh cinéiteach, rud a léirítear leis an luas méadaitheach atá ag an muirear agus é ag bogadh i dtreo an phláta luchtaithe go dearfach.
Fuinneamh poitéinsiúil leictreach i réimse leictreach aonchineálach
Ní fios cé mhéad fuinneamh poitéinsiúil leictreach atá ag muirear nuair a bhíonn sé i riocht áirithe. Mar sin féin, má bhogann an muirear ó áit amháin go háit eile, is féidir an t-athrú ina fhuinneamh poitéinsiúil leictreach a chinneadh. Dá bhrí sin, is é an t-athrú san fhuinneamh poitéinsiúil (ΔEP) is tábhachtaí.
Chun comparáide, nuair a bhíonn manga ar a ghas, bíonn fuinneamh poitéinsiúil imtharraingteach aige ach ní féidir a luach a bheith ar eolas. Má luasghéaraíonn fórsa na himtharraingthe an manga go dtí an talamh, is féidir an laghdú ar fhuinneamh poitéinsiúil imtharraingteach an manga a chinneadh trí ríomhanna ag baint úsáide as an bhfoirmle W = Δ EP = mgh, áit a bhfuil m = mais, g = luasghéarú imtharraingteach, agus h an fad idir gas an manga agus dromchla na talún.
Mar an gcéanna, is féidir an t-athrú i bhfuinneamh poitéinsiúil leictreach luchta a aithint nuair a luasghéaraíonn fórsa leictreach an lucht ó phointe amháin go pointe eile. Mar a mhíníodh roimhe seo, má bhogann lucht dearfach ó phláta luchtaithe go dearfach go pláta luchtaithe go diúltach, ríomhtar an laghdú i bhfuinneamh poitéinsiúil leictreach an mhuirir ag baint úsáide as an bhfoirmle W = ΔEP = qEs, áit a bhfuil q = lucht leictreach, E = réimse leictreach agus s an fad idir an dá phláta nó an fad idir áit amháin agus áit eile. Mar an gcéanna, má bhogann lucht diúltach ó phláta luchtaithe go diúltach go pláta luchtaithe go dearfach, ríomhtar an méadú i bhfuinneamh poitéinsiúil leictreach an mhuirir dhiúltaigh ag baint úsáide as an bhfoirmle W = ΔEP = qEs.
Fuinneamh poitéinsiúil leictreach dhá mhuirear pointe
Ní hamháin go mbíonn athruithe i bhfuinneamh poitéinsiúil leictreach le brath ar mhuirir i réimse leictreach aonchineálach, ach bíonn siad le brath sa réimse leictreach a tháirgeann muirear leictreach aonair freisin. Abair go bhfuil muirear aonair Q ann a tháirgeann réimse leictreach agus go bhfuil an muirear q ag achar r ón muirear Q.
Eolas: k (tairiseach Coulomb) = 9 x 109 Nm2/C2, Q = muirear leictreach a chruthaíonn réimse leictreach, q = muirear leictreach a bhíonn díláithrithe sa réimse leictreach a ghintear ag muirear Q, s = r = an fad idir an muirear q agus an muirear Q.
Má tá an comhartha céanna, + nó –, ag an dá mhuirear, ansin diúltaíonn an dá mhuirear a chéile nó bogann siad óna chéile ionas go mbeidh an t-athrú san fhuinneamh poitéinsiúil dearfach (méadaíonn an fuinneamh poitéinsiúil leictreach). Tá sé seo cosúil le réad maise ag bogadh suas ón domhan ionas go méadaíonn a airde agus a fhuinneamh poitéinsiúil imtharraingthe. Os a choinne sin, má tá comharthaí difriúla ag an dá mhuirear, meallann an dá mhuirear a chéile nó bogann siad níos gaire dá chéile ionas go mbeidh an t-athrú san fhuinneamh poitéinsiúil diúltach (laghdaíonn an fuinneamh poitéinsiúil leictreach). Tá sé seo cosúil le réad maise ag bogadh anuas i dtreo an domhain ionas go laghdaíonn a airde agus a fhuinneamh poitéinsiúil imtharraingthe.
Is fórsa coimeádach é an fórsa leictreach, mar sin níl aon tionchar ag cruth chonair an mhuirir ar an athrú san fhuinneamh poitéinsiúil leictreach. Is iad suíomhanna tosaigh agus deiridh an mhuirir a mbíonn tionchar acu ar an athrú san fhuinneamh poitéinsiúil leictreach.
Sa chéad topaic eile, déanfaimid athbhreithniú ar phoitéinseal leictreach , cainníocht fhisiceach a bhfuil dlúthbhaint aici le fuinneamh poitéinsil leictreach.
