ʻAtikala e pili ana i ke kahua uila
Ma ke kumuhana o ka hoʻouku uila, ua aʻo ʻia e hoʻokuke aku nā hoʻouku like kekahi i kekahi, ʻoiai ʻo nā hoʻouku like ʻole e huki kekahi i kekahi. Inā hoʻokokoke ʻia kahi mea i hoʻouku maikaʻi ʻia i kahi mea i hoʻouku maikaʻi ʻole ʻia, huki pū nā mea ʻelua i neʻe lākou kekahi i kekahi. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, inā hoʻokokoke ʻia kahi mea i hoʻouku maikaʻi ʻia i kahi mea i hoʻouku maikaʻi ʻia, a laila hoʻokuke nā mea ʻelua kekahi i kekahi i neʻe lākou mai kekahi i kekahi. E like me ke aʻo ʻana ma ke kumuhana o ke kānāwai o Coulomb, hiki i nā mea i hoʻouku uila ke hoʻolalelale i nā mea ʻē aʻe i hoʻouku uila ʻia no ka mea aia kahi ikaika uila e hana ana ma waena o kēia mau mea i hoʻouku uila ʻia. ʻO ka ikaika uila i hoʻokau ʻia e kahi mea i hoʻouku uila ʻia ma luna o nā mea ʻē aʻe i hoʻouku uila ʻia he laʻana o ka ikaika e hiki ke hana me ka ʻole o ka pili ʻana. ʻO kekahi laʻana o ka ikaika e hiki ke hana ma kahi mamao aku , ʻo ia ka ikaika o ke koʻikoʻi . Hoʻokau ʻia ka ikaika koʻikoʻi e kahi mea nui ma luna o nā mea nui ʻē aʻe.
ʻO ka ikaika haʻalulu , ka ikaika hoʻokuke, ka ikaika maʻamau he mau laʻana o nā ikaika i maʻalahi ke hoʻomaopopo no ka mea hana kēia mau ikaika ke hana ka pilina. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, ʻo ka ikaika uila he laʻana o kahi ikaika paʻakikī ke hoʻomaopopo no ka mea hiki i kēia ikaika ke hana mai kahi mamao me ka ʻole o ka pā. No ka hoʻomaopopo ʻana i ka ikaika uila e hiki ke hana mai kahi mamao, ʻike ʻia ke kumumanaʻo o ke kahua uila. Ua hoʻomohala ʻia ke kumumanaʻo kahua uila e ka ʻepekema Pelekane ʻo Michael Faraday (1791-1867).
Ka wehewehe ʻana o ke kahua uila (E)
Manaʻo ʻia he aniani kū ʻole i ka uila i ka wā mua. Ma hope o ka hamo ʻia ʻana me kahi lole, lilo ke koʻokoʻo aniani i mea hoʻopiha uila. Ke hoʻopiha uila ʻia ke koʻokoʻo aniani, i ka manawa like, ʻike ʻia kahi kahua uila a puni ke aniani. Inā lilo ke aniani i kū ʻole, i ka manawa like e nalowale ai ke kahua uila. No laila, ʻaʻole hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ke ola ʻana o kahi E mai ke alo o kahi uku uila. ʻAʻole ʻo E he ʻano mea e like me ka ea a ʻaʻole hoʻi he ʻano nalu, e like me nā nalu electromagnetic. ʻO kahi E kahi mea i hoʻokumu ʻia e kahi uku uila a hoʻopilikia i ka hakahaka a puni kahi uku uila, kahi e ʻike wale ai nā uku uila ʻē aʻe i ka mana o kahi E.
No ka hoʻāʻo ʻana inā he E i loko o kahi lumi, ua manaʻo ʻia aia kahi uku hoʻāʻo ma ia wahi. ʻO ka uku hoʻāʻo he uku liʻiliʻi loa (Q) i hiki ai i ka uku ke hana i kahi kahua uila liʻiliʻi, no laila hiki ke hoʻowahāwahā ʻia. Eia nō naʻe, hiki i ka uku hoʻāʻo ke ʻike i ka mana o ke kahua uila i hana ʻia e nā uku uila ʻē aʻe. Hōʻike ʻia ka uku hoʻāʻo no ka noiʻi ʻana inā he E. Inā he E i loko o ka hakahaka,
pono ka hoʻopiʻi hoʻāʻo e ʻike i ka ikaika uila, ʻoiai inā ʻaʻohe E, ʻaʻole ʻike ka hoʻopiʻi hoʻāʻo i ka ikaika uila.
E nānā i ke kiʻi ma ka ʻaoʻao.
Ma ke kiʻi 1, ʻo ka uku +q 1 a me ka uku +q 2 e hana i kahi E ma kahi a puni. Ke kau ʻia ka uku hoʻāʻo +q o ma kahi kiko ma kahi kiko, ʻike ka uku hoʻāʻo +q o i ka ikaika uila. ʻO F 1 ka ikaika uila i hoʻopuka ʻia e ka uku +q 1 ma ka uku hoʻāʻo +q o , a ʻo F 2 ka ikaika uila i hoʻopuka ʻia e ka uku +q 2 ma ka uku hoʻāʻo +q o . Ma ke Kiʻi 2, ke wehe ʻia ka uku hoʻāʻo, noho ka E a ʻaʻole nalo mai ia kiko. ʻO E 1 kahi kahua uila i hana ʻia e kahi uku uila +q 1 , a ʻo E 2 kahi E i hana ʻia e kahi uku uila +q 2.
Ka nui o ke kahua uila
He nui vector ka E, kahi i loaʻa ai ka nui a me ke kuhikuhi o ke kahua uila. ʻO ka nui o kahi E i kapa pinepine ʻia he ikaika E. Ua wehewehe ʻia ka ikaika o ka E ma kahi kiko e like me ka ikaika o ka uila i hoʻopuka ʻia e kahi uku uila ma kahi uku hoʻāʻo maikaʻi i kau ʻia ma kēlā kiko, i puʻunaue ʻia e ka nui o ka uku hoʻāʻo.
E = ka ikaika o ke kahua uila
F = ka ikaika uila
q = ka uku hoʻāʻo
ʻO Newton ke anakahi o ka ikaika uila, a ʻo Coulomb ke anakahi o ka hoʻouku uila, no laila ʻo Newton / Coulomb ke anakahi o ka E, i hoʻopōkole ʻia ʻo N/C.
Ke kuhikuhi o ke kahua uila
Ma ke Kiʻi 1a, hoʻopuka kahi uku uila maikaʻi (+Q) i ka ikaika uila ma ka uku hoʻāʻo maikaʻi (+q), kahi e mamao aku ai ke kuhikuhi o ka ikaika uila (F) mai ka uku o +Q.
Ma ke Kiʻi 1b, i ka wā e wehe ʻia ai ka uku hoʻāʻo, ma kēia wahi aia kahi kahua uila (E) nona ke kuhikuhi e mamao aku ana mai ka uku uila Q.
Ma ke Kiʻi 2a, hoʻopuka kahi uku uila maikaʻi ʻole (-Q) i ka ikaika uila i loko o kahi uku hoʻāʻo maikaʻi (+q), kahi e hoʻokokoke aku ai ke kuhikuhi o ka ikaika uila (F) i ka uku -Q.
Ma ke Kiʻi 2b, i ka wā e wehe ʻia ai ka uku hoʻāʻo, ma kēia wahi aia kahi kahua uila (E) nona ke kuhikuhi kokoke i ka uku uila -Q.
Ma muli o ke kiʻi a me ka wehewehe ʻana ma luna, hiki ke hoʻoholo ʻia aia ke kuhikuhi o ke kahua uila ma kahi mamao aku mai ka uku uila maikaʻi a hoʻokokoke aku i ka uku uila maikaʻi ʻole.
Nā laina kahua uila
Hoʻoulu ʻia ka E e kahi uku uila a hoʻopilikia i ka hakahaka a puni ka uku uila, kahi e ʻike wale ʻia ai ka mana o ka E e nā uku uila ʻē aʻe. Ke loaʻa kahi uku uila ʻē aʻe i loko o ka E i hoʻoulu ʻia e kahi uku uila, ʻike kekahi uku uila i ka mana o kahi ikaika uila.
ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i ke kahua uila ma luna, e like me ka mea i wehewehe ʻia ma ka ʻatikala e pili ana i ka E, hiki ke hoʻomaopopo ʻia me ka noʻonoʻo akā hiki ke noʻonoʻo wale ʻia i loko o ka noʻonoʻo. No ka hoʻohālikelike ʻana i kahi E, hōʻike ʻia nā laina kahua uila. ʻO nā laina kahua uila kahi hui o nā laina i kaha ʻia a puni kahi uku uila e hōʻike i ke ola ʻana o kahi kahua uila. No ka mea, manaʻo ia e hōʻike i ke alo o kahi E, aia kahi pilina ma waena o kēia mau laina me kahi E. I nā huaʻōlelo ʻē aʻe, hiki ke wehewehe ʻia ka nui a me ke kuhikuhi o ka E ma ke kahakiʻi ʻana i nā laina kahua uila.
Eia ka pilina ma waena o ke kuhikuhi a me ka ikaika o ke kahua uila me nā laina kahua uila:
ʻO ka mea mua, neʻe ke kuhikuhi o E mai ka uku maikaʻi a hoʻokokoke aku i ka uku maikaʻi ʻole. No laila, mamao aku ke kuhikuhi o nā laina kahua uila mai ka uku maikaʻi a hoʻokokoke aku i ka uku maikaʻi ʻole.
Inā pili ka uku maikaʻi i ka uku maikaʻi ʻole, huki ʻia nā laina kahua uila mai ka uku maikaʻi a i ka uku maikaʻi ʻole. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, inā pili kahi uku maikaʻi i kahi uku maikaʻi, huki ʻia nā laina kahua uila mai kēlā me kēia uku maikaʻi a mamao aku kekahi i kekahi.
ʻO ka lua, ua hōʻike ʻia ka ikaika o ke kahua uila e ka mamao ma waena o nā laina kahua uila. ʻO ka kokoke o ka mamao ma waena o nā laina o ke kahua uila, ʻo ke kiʻekiʻe o ka ikaika o ke kahua uila a ʻo ka mamao o ka mamao ma waena o nā laina o ke kahua uila, ʻo ka liʻiliʻi o ka ikaika o ke kahua uila.
No ke aha, ʻo ke kokoke ʻana o ka mamao ma waena o nā laina, ʻo ke kiʻekiʻe aʻe o ka ikaika o ke kahua uila? No ka hoʻomaopopo ʻana i kēia, e nānā i ka wehewehe ʻana ma lalo nei. Manaʻo ʻia aia kahi uku maikaʻi ma ke kikowaena o ka poepoe a ua pālahalaha nā laina kahua uila ma nā ʻaoʻao like ʻole ma o ka ʻili o ka poepoe. Inā ʻo ka helu o nā laina kahua uila ʻo N a ʻo ka ʻili o ka poepoe he 4πr 2 , a laila ʻo ka helu o nā laina ma kēlā me kēia ʻāpana a i ʻole ka nui o ka laina ʻo N / 4πr 2. Ma muli o kēia haʻilula, no ka N like, inā e liʻiliʻi ʻo r, e kokoke ana ka mamao ma waena o nā laina a inā e koʻikoʻi ʻo r e mamao aku ka mamao ma waena o nā laina.
Hōʻike pū ka haʻilula ikaika o ke kahua uila ʻo E = kq / r 2 he kūlike ʻole ka ikaika o ke kahua uila i ka huinahā o ka mamao. Inā liʻiliʻi ʻo r, a laila ʻoi aku ka ʻike ʻia o ka ikaika o ke kahua uila, a inā ʻoi aku ka ʻike ʻia o r, a laila e liʻiliʻi ana ka ikaika o ke kahua uila.
Ma muli o ka loiloi ma luna, hiki ke hoʻoholo ʻia inā e emi ana ʻo r (e kokoke ana i ka uku) e nui ana ka ikaika o ke kahua uila a e kokoke ana hoʻi ka mamao ma waena o nā laina. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, inā e ʻike nui ʻia ʻo r (ʻo ka mamao aku mai ka uku), e emi ana ka ikaika o ke kahua uila a e mamao aku ana hoʻi ka mamao ma waena o nā laina.
ʻO ke kolu, ua like ka helu o nā laina E me ka ikaika o ke kahua uila. ʻO ka nui o nā laina kahua uila, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka ikaika o ke kahua uila. ʻO ka liʻiliʻi o nā laina kahua uila, ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka ikaika o ke kahua uila.
