Ajụjụ Ihe Nlereanya Na-ekwu Maka Ọkụ Eletriki Na-anaghị Agbanwe Agbanwe
Pendahuluan
Ọkụ eletrik na-anaghị agbanwe agbanwe bụ ihe a na-ahụkarị n'ihe anyị na-eme kwa ụbọchị. Site n'ahụmahụ nke ịnweta obere ihe ọkụ eletrik mgbe anyị metụrụ aka n'ọnụ ụzọ ruo n'ihe ntutu isi na-eguzo n'akụkụ mgbe anyị na-eji mbo plastik agwakọta, a pụrụ ịkọwa ihe niile site na ụkpụrụ nke ọkụ eletrik na-anaghị agbanwe agbanwe. Isiokwu a ga-atụle ọtụtụ ihe atụ nke nsogbu ọkụ eletrik na-anaghị agbanwe agbanwe, na-akọwapụta echiche ndị bụ isi na itinye iwu ndị dị mkpa n'ọrụ.
Ịghọta Ọkụ Eletriki Na-anaghị Agbanwe Agbanwe
Ọkụ eletrik na-anaghị agbanwe agbanwe bụ mkpokọta ọkụ eletrik n'elu ihe. Nke a na-eme n'ihi mbufe elektrọn site n'otu ihe gaa na nke ọzọ, nke a na-akpatakarị site na esemokwu, dịka mgbe a na-ete balloon n'ahụ ntutu. Iwu Coulomb na-achịkwa ike sitere na ọkụ eletrik a.
Iwu Coulomb kwuru na ike dị n'etiti ihe abụọ a na-agba chaa chaa bụ nha nha nke ebubo dị iche iche, ọ na-egosikwa na ọ dabara na square nke anya dị n'etiti ha. Usoro mgbakọ na mwepụ maka iwu a bụ:
\[ F = k \frac{{|q_1 q_2|}}{{r^2}} \]
Ebe:
– \( F \) bụ ike dị n'etiti ebubo abụọ,
– \(k \) bụ ihe na-agbanwe agbanwe nke Coulomb (\( 8.99 \ugboro 10^9 \, N \cdot m^2 / C^2 \)),
– \( q_1 \) na \( q_2 \) bụ oke nke chajị eletriki, na
– \( r \) bụ anya dị n'etiti ebubo abụọ ahụ.
Ajụjụ na Mkparịta ụka Ndị Dị Mkpa
Ajụjụ nke 1: Ịgbakọ Ike Eletriki nke Coulomb
A na-etinye ihe abụọ dị ka nha \( 5 \, \mu C \) na \( -3 \, \mu C \) n'ebe dị anya nke 20 cm. Gbakọọ ike eletrik dị n'etiti ihe abụọ ahụ!
Azịza:
Nke mbụ, tụgharịa nkeji nke chajị na anya ka ọ bụrụ sistemụ mba ụwa (SI):
– \( q_1 = 5 \, \mu C = ugboro atọ 10^{-6} \, C \)
– \( q_2 = -3 \, \mu C = -3 \ugboro 10^{-6} \, C \)
– \( r = 20 \, cm = 0.2 \, m \)
Jiri iwu Coulomb gbakọọ ike ahụ:
\[ F = k \frac{{|q_1 q_2|}}{{r^2}} \]
Dochie ụkpụrụ ndị a maara:
\[ F = \left( 8.99 \ugboro 10^9 \frac{N \cdot m^2}{C^2} \nri) \frac{{|5 \ugboro 10^{-6} \, C \ugboro (-3 \ugboro 10^{-6} \, C)|}}{{(0.2 \, m)^2}} \]
\[ F = \left( 8.99 \ugboro 10^9 \nri) \frac{{15 \ugboro 10^{-12}}}{{0.04}} \]
\[ F = \ekpe( 8.99 \ugboro 10^9 \nri) \ugboro 3.75 \ugboro 10^{-10} \]
\[ F = 3.37 \, N \]
Ike dị n'etiti ebubo abụọ ahụ bụ 3.37 N, ebe ọ bụ na otu n'ime ebubo ndị ahụ adịghị mma, ike a na-adọrọ adọrọ.
Ajụjụ nke Abụọ: Mmetụta nke Anya Dị Anya na Ike Coulomb
A na-etinye chajị abụọ \( +4 \, \mu C \) na \( +6 \, \mu C \) n'ebe dị anya nke 0.1 m. Ọ bụrụ na amụbaa anya dị n'etiti chajị abụọ ahụ ruo 0.2 m, chọpụta otu ike Coulomb si agbanwe!
Azịza:
Nke mbụ, gbakọọ ike dị na anya mbụ \( 0.1 \, m \):
– \( q_1 = 4 \, \mu C = ugboro atọ 10^{-6} \, C \)
– \( q_2 = 6 \, \mu C = ugboro atọ 10^{-6} \, C \)
– \( r_1 = 0.1 \, m \)
\[ F_1 = k \frac{{|q_1 q_2|}}{{r_1^2}} \]
Dochie ụkpụrụ ndị a maara:
\[ F_1 = \ekpe( 8.99 \ugboro 10^9 \nri) \frac{{24 \ugboro 10^{-12}}}{{(0.1)^2}} \]
\[ F_1 = \ekpe( 8.99 \ugboro 10^9 \nri) \ugboro 2.4 \ugboro 10^{-10} \]
\[ F_1 = 2.1576 \, N \]
Ugbua, gbakọọ ike dị n'ebe dị anya ọhụrụ ahụ dị ( 0.2 \, m \):
– \( r_2 = 0.2 \, m \)
\[ F_2 = k \frac{{|q_1 q_2|}}{{r_2^2}} \]
\[ F_2 = \ekpe( 8.99 \ugboro 10^9 \nri) \frac{{24 \ugboro 10^{-12}}}{{(0.2)^2}} \]
\[ F_2 = \ekpe( 8.99 \ugboro 10^9 \nri) \ugboro 6 \ugboro 10^{-11} \]
\[ F_2 = 0.5394 \, N \]
Ya mere, mgbe a mụbara anya dị n'etiti ebubo abụọ ahụ site na 0.1 m ruo 0.2 m, ike Coulomb na-ebelata site na 2.1576 N ruo 0.5394 N.
Nsogbu nke Atọ: Ọrụ nke Ibugharị Ibu
A na-ebugharị chajị \( q = 2 \, \mu C \) site na isi A gaa na isi B n'ọhịa eletriki nwere ike \( V_A = 100 \, V \) na \( V_B = 40 \, V \). Ọrụ ole ka a na-arụ iji bugharịa chajị ahụ?
Azịza:
Enwere ike ịgbakọ ọrụ e mere iji bufee chajị n'ọhịa eletriki site na iji usoro a:
\[ W = q (V_A – V_B) \]
Dochie ụkpụrụ ndị a maara:
– \( q = 2 \, \mu C = 2 \ugboro 10^{-6} \, C \)
– \( V_A = 100 \, V \)
– \( V_B = 40 \, V \)
\[ W = (Ugboro abụọ 10^{-6} \, C) (100 \, V – 40 \, V) \]
\[ W = (2 \ugboro 10^{-6} \, C) \ugboro 60 \, V \]
\[ W = 1.2 \ugboro 10^{-4} \, J \]
Ya mere, ọrụ e mere iji bugharịa chajị ahụ bụ \( 1.2 \ugboro 10^{-4} \, J \).
Mmechi
Ọkụ eletrik na-anaghị agbanwe agbanwe bụ ihe na-adọrọ mmasị nke na-arụkarị ọrụ n'ọtụtụ ọnọdụ kwa ụbọchị. Ịghọta echiche ndị bụ isi dịka iwu Coulomb na ụkpụrụ nke ubi eletriki dị oke mkpa maka inyocha na idozi nsogbu ndị metụtara ya. Site na ihe atụ ndị a tụlere, anyị nwere ike itinye ozizi physics iji ghọta mmekọrịta dị n'etiti chaja eletrik na oke ike ndị na-arụ ọrụ n'etiti ha. Site na nghọta siri ike, anyị nwere ike ịghọta ma chịkwaa ihe na-eme na ọkụ eletrik na ndụ kwa ụbọchị.
