មុននឹងសិក្សាអំពីប្រធានបទនេះ សូមយល់ឲ្យច្បាស់ជាមុនសិន mater មិនចាំបាច់រូបវិទ្យា, រចនាប័ទ្មអភិរក្សនិយម, បន្ទុកអគ្គិសនី, ច្បាប់របស់ Coulomb និង វាលអគ្គិសនី.
កម្លាំងអគ្គិសនីគឺជាកម្លាំងអភិរក្ស
ក្រៅពីកម្លាំងទំនាញ និងកម្លាំងស្ព្រីង ឧទាហរណ៍មួយទៀតនៃកម្លាំងអភិរក្សគឺកម្លាំងអគ្គិសនី។ ដើម្បីយល់កាន់តែច្បាស់ពីមូលហេតុដែលកម្លាំងអគ្គិសនីត្រូវបានគេហៅថាកម្លាំងអភិរក្ស សូមអានការពន្យល់ខាងក្រោម។
ឧបមាថាមានបន្ទះពីរដែលមានបន្ទុកអគ្គិសនីដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព បន្ទះខាងឆ្វេងមានបន្ទុកវិជ្ជមាន និងបន្ទះខាងស្តាំមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន។n អវិជ្ជមាន។ ព្រួញរវាង បន្ទះទាំងពីរគឺ ខ្សែបន្ទាត់វាលអគ្គិសនី ដែល ចេញពីបន្ទុកវិជ្ជមានឆ្ពោះទៅរកបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ បន្ទុកវិជ្ជមានមួយស្ថិតនៅជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។
វត្តមាននៃដែនអគ្គិសនីបណ្តាលឱ្យមានបន្ទុកវិជ្ជមានif ជួបប្រទះកម្លាំងអគ្គិសនីក្នុងទិសដៅដូចគ្នានឹងដែនអគ្គិសនី ដូច្នេះបន្ទុកវិជ្ជមានត្រូវបានបង្កើនល្បឿន ទៅខាងស្តាំ ឆ្ពោះទៅរកបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ ទិសដៅនៃកម្លាំងអគ្គិសនីគឺនៅខាងស្តាំ ក្នុងទិសដៅដូចគ្នានឹង ទិសដៅនៃចលនា បន្ទុក ដូច្នេះកម្លាំងអគ្គិសនីធ្វើការងារវិជ្ជមានលើបន្ទុក។ តាមគណិតវិទ្យា ការងារដែលកម្លាំងអគ្គិសនីធ្វើលើបន្ទុកវិជ្ជមានគឺ W = F s = q E s, dដែល W = កម្លាំងពលកម្ម, F = កម្លាំងអគ្គិសនី, s = ចម្ងាយរវាងបន្ទះទាំងពីរ, q = បន្ទុកវិជ្ជមាន, E = ដែនអគ្គិសនី។
បន្ទាប់ពីមកដល់ជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន ប្រសិនបើ បន្ទុកវិជ្ជមាន ចង់ត្រឡប់មកវិញអាចធ្វើបាន ទៅទីតាំងដើមរបស់វា នៅជិត បន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន បន្ទាប់មករចនាប័ទ្មរបស់អ្នកគឺត្រូវការខែ។ នៅពេលដែលបន្ទុកមានវិជ្ជមាន បានផ្លាស់ទី ទៅខាងឆ្វេង ឆ្ពោះទៅរកបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានកម្លាំងអគ្គិសនីនៅតែដឹកនាំទៅខាងស្តាំ ដូច្នេះកម្លាំងអគ្គិសនីធ្វើការងារអវិជ្ជមានលើបន្ទុក។ តាមគណិតវិទ្យា ការងារដែលកម្លាំងអគ្គិសនីធ្វើលើបន្ទុកវិជ្ជមានគឺ W = – Fs = – q Es។
Uកម្លាំងសរុបដែលបញ្ចេញដោយកម្លាំងអគ្គិសនីលើបន្ទុកវិជ្ជមាន នៅពេលដែលបន្ទុកផ្លាស់ទីទៅខាងស្តាំ នោះផ្លាស់ទីម្តងទៀតទៅខាងឆ្វេងទៅកាន់ទីតាំងដើមរបស់វា គឺ W = qEs – qEs = 0 ។ ប្រសិនបើការងារសរុបដែលកម្លាំងមួយធ្វើលើវត្ថុមួយ នៅពេលដែលវត្ថុនោះផ្លាស់ទីចេញពីទីតាំងដើមរបស់វា ហើយបន្ទាប់មកត្រឡប់ទៅទីតាំងដើមរបស់វាវិញ គឺស្មើនឹងសូន្យ នោះកម្លាំងនោះគឺជាកម្លាំងអភិរក្ស។ ដោយផ្អែកលើការពន្យល់ខាងលើ វាអាចសន្និដ្ឋានបានថាកម្លាំងអគ្គិសនីគឺជាកម្លាំងអភិរក្ស។
កម្លាំងអគ្គិសនី និងថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនី
ការងារដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអភិរក្សគឺទាក់ទងទៅនឹងការប្រែប្រួលថាមពលសក្តានុពល។ ឧទាហរណ៍ ការងារដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងទំនាញលើម៉ាស់មួយផ្លាស់ប្តូរថាមពលសក្តានុពលទំនាញរបស់ម៉ាស់។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ ការងារដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអគ្គិសនីលើបន្ទុកអគ្គិសនីផ្លាស់ប្តូរថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីរបស់បន្ទុក។
បន្ទុកវិជ្ជមាននៅក្នុងដែនអគ្គិសនីដូចគ្នា
រូបភាពពីរខាងក្រោមបង្ហាញពីឧទាហរណ៍នៃការងារដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអភិរក្សដែលបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរថាមពលសក្តានុពល។ ការពន្យល់អំពីការងារដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងទំនាញ និងការផ្លាស់ប្តូរថាមពលសក្តានុពលទំនាញត្រូវបានប្រើជាការប្រៀបធៀបដើម្បីសម្រួលដល់ការយល់ដឹងអំពីការងារដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអគ្គិសនី និងការផ្លាស់ប្តូរថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនី។
រូបភាពនៅខាងឆ្វេងបង្ហាញពីវត្ថុមួយកំពុងធ្លាក់។ បេបាស ឆ្ពោះទៅរកផ្ទៃដី។ នៅពេលនៅកម្ពស់មួយ វត្ថុមួយមានថាមពលសក្តានុពលទំនាញអតិបរមា។ នៅពេលដែលវត្ថុមួយផ្លាស់ទីចុះក្រោម កម្លាំងទំនាញផែនដីធ្វើសកម្មភាពលើវា។ ទិសដៅនៃកម្លាំងទំនាញគឺដូចគ្នានឹងទិសដៅនៃការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់វត្ថុ ពោលគឺចុះក្រោម ដូច្នេះកម្លាំងទំនាញផែនដីធ្វើការងារវិជ្ជមាន។ នៅពេលដែលវត្ថុមួយបង្កើនល្បឿនចុះក្រោម កម្ពស់របស់វាថយចុះ ដោយហេតុនេះថាមពលសក្តានុពលទំនាញរបស់វាថយចុះ។ នៅពេលដែលវាហៀបនឹងធ្លាក់ដល់ដី ថាមពលសក្តានុពលទំនាញគឺស្ថិតនៅតម្លៃអប្បបរមារបស់វា។ អាចសន្និដ្ឋានបានថា ការងារវិជ្ជមានដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងទំនាញលើវត្ថុមួយ កាត់បន្ថយថាមពលសក្តានុពលទំនាញរបស់វត្ថុ។ ថាមពលសក្តានុពលទំនាញមិនបាត់បង់ទេ ប៉ុន្តែត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពលចលនា ដែលត្រូវបានបង្ហាញដោយល្បឿនកើនឡើងនៃវត្ថុនៅពេលផ្លាស់ទីចុះក្រោម។
រូបភាពនៅខាងស្តាំបង្ហាញពីបន្ទុកវិជ្ជមាន។f នៅជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។ នៅពេលនៅជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុកគឺស្ថិតនៅកម្រិតអតិបរមារបស់វា។ វត្តមាននៃដែនអគ្គិសនីរវាងបន្ទះទាំងពីរបណ្តាលឱ្យបន្ទុកត្រូវបានបង្កើនល្បឿនដោយកម្លាំងអគ្គិសនីពី បន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានទៅបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ ពេលណា បន្ទុកផ្លាស់ទីទៅខាងស្តាំ, កម្លាំងអគ្គិសនី ក៏ក្នុងទិសដៅដូចគ្នានឹង ការផ្លាស់ទីលំនៅបន្ទុកគឺនៅខាងស្តាំ ដូច្នេះកម្លាំងអគ្គិសនីធ្វើការងារវិជ្ជមាន។ ពេលកំពុងធ្វើចលនា ទៅខាងស្តាំ ថាមពលចលនានៃបន្ទុកកើនឡើង ខណៈពេលដែលថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីថយចុះ។ នៅពេលដែលវាមកដល់ជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុកគឺស្ថិតនៅតម្លៃអប្បបរមារបស់វា។ អាចសន្និដ្ឋានបានថា ការងារវិជ្ជមានដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអគ្គិសនីលើ ទំនិញកាត់បន្ថយថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុក។ Sផ្ទុយទៅវិញ ជីកា បន្ទុកវិជ្ជមានត្រូវបានផ្លាស់ទីត្រឡប់ទៅទីតាំងដើមរបស់វាវិញ បន្ទាប់មកទិសដៅនៃការផ្ទេរបន្ទុកគឺនៅខាងឆ្វេង ផ្ទុយពីទិសដៅនោះ កម្លាំងអគ្គិសនីខាងស្តាំnដោយសារតែកម្លាំងអគ្គិសនីស្ថិតនៅក្នុងទិសដៅផ្ទុយ វាធ្វើការងារអវិជ្ជមានលើបន្ទុកវិជ្ជមាន។ នៅពេលវាផ្លាស់ទីទៅខាងឆ្វេង ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីកើនឡើង។ ដូច្នេះ វាអាចសន្និដ្ឋានបានថា ការងារអវិជ្ជមានដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអគ្គិសនីលើបន្ទុក បង្កើនថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុក។
បន្ទុកអវិជ្ជមាននៅក្នុងដែនអគ្គិសនីដូចគ្នា
មិនដូចបន្ទុកវិជ្ជមានទេ បន្ទុកអវិជ្ជមានមានថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីអតិបរមានៅពេលដែលពួកវានៅជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន និងថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីអប្បបរមានៅពេលដែលពួកវានៅជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។ ជាធម្មតា បន្ទុកអគ្គិសនីផ្លាស់ទីដោយធម្មជាតិពីសក្តានុពលខ្ពស់ទៅសក្តានុពលទាប ដូច្នេះបន្ទុកអវិជ្ជមានក៏ផ្លាស់ទីពីបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមានទៅបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានផងដែរ។ ទិសដៅនៃចលនារបស់បន្ទុកអវិជ្ជមានគឺទៅខាងឆ្វេង ខណៈពេលដែលទិសដៅនៃកម្លាំងអគ្គិសនីគឺទៅខាងស្តាំ ដូច្នេះកម្លាំងអគ្គិសនីធ្វើការងារអវិជ្ជមាន។ នៅពេលផ្លាស់ទីទៅខាងឆ្វេង ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុកអវិជ្ជមានថយចុះ ហើយមានតម្លៃអប្បបរមានៅពេលដែលបន្ទុកអវិជ្ជមានមកដល់ជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។ អាចសន្និដ្ឋានបានថា ការងារអវិជ្ជមានដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអគ្គិសនីកាត់បន្ថយថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីមិនត្រូវបានបាត់បង់ទេ ប៉ុន្តែត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពលចលនា ដែលត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយល្បឿនកើនឡើងនៃបន្ទុកនៅពេលផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅរកបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។
ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៅក្នុងដែនអគ្គិសនីដូចគ្នា
ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុកមួយនៅពេលដែលវាស្ថិតនៅក្នុងទីតាំងជាក់លាក់មួយគឺមិនស្គាល់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើបន្ទុកផ្លាស់ទីពីទីតាំងមួយទៅទីតាំងមួយទៀត ការប្រែប្រួលថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីរបស់វាអាចត្រូវបានកំណត់។ ដូច្នេះ អ្វីដែលសំខាន់គឺការប្រែប្រួលថាមពលសក្តានុពល (ΔEP)។
បើប្រៀបធៀបទៅ នៅពេលដែលស្វាយស្ថិតនៅលើដើមរបស់វា ស្វាយមានថាមពលសក្តានុពល។ ទំនាញផែនដី ប៉ុន្តែតម្លៃរបស់វាមិនអាចដឹងបានទេ។ ប្រសិនបើស្វាយមួយត្រូវបានបង្កើនល្បឿនឆ្ពោះទៅរកដីដោយកម្លាំងទំនាញផែនដី នោះ ថយចុះ ថាមពលសក្តានុពលទំនាញនៃផ្លែស្វាយអាចត្រូវបានកំណត់ដោយការគណនាដោយប្រើរូបមន្ត W = ΔEP = mgh ដែល m = ម៉ាស, g = សន្ទុះដោយសារទំនាញ, h ជាចម្ងាយរវាងដើមស្វាយ និងផ្ទៃដី។
ដូចគ្នានេះដែរ ការប្រែប្រួលថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុកមួយអាចត្រូវបានដឹងនៅពេលដែលបន្ទុកត្រូវបានបង្កើនល្បឿនដោយកម្លាំងអគ្គិសនីពីចំណុចមួយទៅចំណុចមួយទៀត។ ដូចដែលបានពន្យល់ពីមុន ប្រសិនបើបន្ទុកវិជ្ជមានផ្លាស់ទីពីបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានទៅ បន្ទាប់មកបន្ទះត្រូវបានគិតថ្លៃអវិជ្ជមាន ថយចុះ ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុកត្រូវបានគណនាដោយប្រើរូបមន្ត W = Δអ៊ីភី = q E s ដែល q = បន្ទុកអគ្គិសនី E = ដែនអគ្គិសនី និង s គឺជាចម្ងាយរវាងបន្ទះទាំងពីរ ឬចម្ងាយរវាងកន្លែងមួយទៅកន្លែងមួយទៀត។ ដូចគ្នានេះដែរ ប្រសិនបើបន្ទុកអវិជ្ជមានផ្លាស់ទីពីបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមានទៅបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន នោះ បង្កើន ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុកអវិជ្ជមានត្រូវបានគណនាដោយប្រើរូបមន្ត W = ΔEP = q E s.
ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុកពីរចំណុច
ការប្រែប្រួលថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីមិនត្រឹមតែជួបប្រទះដោយបន្ទុកនៅក្នុងដែនអគ្គិសនីដូចគ្នាប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងនៅក្នុងដែនអគ្គិសនីដែលបង្កើតឡើងដោយបន្ទុកអគ្គិសនីតែមួយផងដែរ។ ឧបមាថាមានបន្ទុក Q តែមួយដែលបង្កើតដែនអគ្គិសនី ហើយបន្ទុក q ស្ថិតនៅចម្ងាយ r ពីបន្ទុក Q។
ព័ត៌មាន៖ k (ថេរគូឡុំ) = 9 x 109 Nm2/C2, Q = បន្ទុកអគ្គិសនីដែលបង្កើតជាដែនអគ្គិសនី q = បន្ទុកអគ្គិសនីដែលជួបប្រទះការផ្លាស់ទីលំនៅនៅក្នុងដែនអគ្គិសនីដែលបង្កើតឡើងដោយបន្ទុក Q, s = r = ចម្ងាយនៃបន្ទុក q ពីបន្ទុក Q ។
ប្រសិនបើបន្ទុកទាំងពីរមានសញ្ញាដូចគ្នា + ឬ – នោះបន្ទុកទាំងពីរនឹងរុញច្រានគ្នាទៅវិញទៅមក ឬផ្លាស់ទីឆ្ងាយពីគ្នាទៅវិញទៅមក ដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូរថាមពលសក្តានុពលគឺវិជ្ជមាន (ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីកើនឡើង)។ នេះគឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងវត្ថុម៉ាស់មួយដែលផ្លាស់ទីឡើងលើឆ្ងាយពីផែនដី ដូច្នេះកម្ពស់ និងថាមពលសក្តានុពលទំនាញរបស់វាកើនឡើង។ ផ្ទុយទៅវិញ ប្រសិនបើបន្ទុកទាំងពីរមានសញ្ញាផ្សេងគ្នា បន្ទុកទាំងពីរនឹងទាញគ្នាទៅវិញទៅមក ឬផ្លាស់ទីកាន់តែជិតគ្នាទៅវិញទៅមក ដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូរថាមពលសក្តានុពលគឺអវិជ្ជមាន (ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីថយចុះ)។ នេះគឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងវត្ថុម៉ាស់មួយដែលផ្លាស់ទីចុះក្រោមឆ្ពោះទៅរកផែនដី ដូច្នេះកម្ពស់ និងថាមពលសក្តានុពលទំនាញរបស់វាថយចុះ។
កម្លាំងអគ្គិសនីគឺជាកម្លាំងអភិរក្ស ដូច្នេះរូបរាងនៃផ្លូវនៃបន្ទុកមិនមានឥទ្ធិពលលើការប្រែប្រួលថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីទេ។ អ្វីដែលប៉ះពាល់ដល់ការប្រែប្រួលថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីគឺទីតាំងដំបូង និងចុងក្រោយនៃបន្ទុក។
នៅក្នុងប្រធានបទបន្ទាប់នឹងត្រូវបានពិនិត្យឡើងវិញ សក្តានុពលអគ្គិសនីបរិមាណរូបវន្តដែលទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹង ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនី.
