Nimûneyên Pirsên ku Li Ser Qada Elektrîkê ya Barkêşek Xalkî Diaxivin
Pengantar
Fîzîk şaxek zanistê ye ku diyardeyên xwezayî bi berfirehî lêkolîn dike, di nav de têkiliya tişt û enerjiyê jî. Yek ji têgehên herî girîng di fîzîkê de qada elektrîkê ye. Qada elektrîkê rave dike ka hêzên elektrîkê çawa ji hêla barên elektrîkê yên derdorê ve bandor dibin. Di vê gotarê de, em ê mînakek pirsgirêka qada elektrîkê ya barekî xalî û çawaniya çareserkirina wê bi berfirehî nîqaş bikin.
Têgihîştina Qadên Elektrîkê
Zeviya elektrîkê ew herêma li dora barekî elektrîkê ye ku barên din lê hêzek elektrîkê dibînin. Ev têgeh bi mîqdarek ku jê re şîdeta qada elektrîkê an jî hêza qada elektrîkê tê gotin, tê destnîşankirin, ku bi sembola \(E \) tê destnîşankirin. Şîdeta qada elektrîkê li xalekê dikare bi karanîna vê hevkêşeyê were hesabkirin:
\[ E = \frac{F}{q} \]
mera:
– \( E \) şîdeta qada elektrîkê ye (N/C),
– \( F \) hêza elektrîkê ya ku kar dike ye (N),
– \(q \) barê ku hêza wî/wê (C) heye ye.
Herwiha, heke em mezinahiya barkêşiya ku zeviya elektrîkê çêdike û dûrahiya wê bizanibin, em dikarin formula jêrîn bikar bînin:
\[ E = k \frac{|Q|}{r^2} \]
mera:
– \( E \) şîdeta qada elektrîkê ye (N/C),
– \(k \) sabîta Coulomb \((8.99 \times 10^9 \, \text{N} \cdot \text{m}^2/\text{C}^2)\)\ ye,
– \( Q \) barkê çavkaniya qada elektrîkê ye (C),
– \( r \) dûrahiya ji barkêşê heta xala ku E lê tê pîvandin e (m).
Nimûneya Pirsê: Qada Elektrîkê Ji Ber Barkê Xalê
Li vir çend mînakên pirsên ku em ê li ser nîqaş bikin hene:
Du barên xalî yên bi mezinahiya \(2 \times 10^{-6} \, \text{C}\) û \(-3 \times 10^{-6} \, \text{C}\) 4 metreyan ji hev dûr hatine danîn. Qada elektrîkê li xalek 2 metreyan ji barkirina yekem û 2 metreyan ji barkirina duyem dûr diyar bikin.
Gavên Çareserkirinê
Ji bo çareserkirina vê pirsgirêka mînakî, em dikarin gavên jêrîn bikar bînin:
Gava 1: Xêzkirina Nexşeyê
Nexşeyek dikare ji me re bibe alîkar ku em pozîsyonên bargiraniyan û xala ku zeviya elektrîkê lê tê hesibandin fam bikin. Ji pirsgirêkê, em dizanin ku dûrahiya di navbera her du bargiraniyan de 4 metre ye, û xala ku tê pirsîn di navîn de ye (2 metre ji her bargiraniyê).
Gava 2: Qada Elektrîkê ya Her Barkêşiyê li Wê Xalê Hesab Bike
Ji bo her barkêşiya xalî formula qada elektrîkê bikar bînin:
\[ E_1 = k \frac{|Q_1|}{r_1^2} \]
\[ E_2 = k \frac{|Q_2|}{r_2^2} \]
Ji bo barkirina yekem (\(Q_1 = 2 \times 10^{-6} \, \text{C}\)) û dûrahiya 2 metreyan (\(r_1 = 2 \, m\)):
\[ E_1 = (8.99 \times 10^9) \cdot \frac{2 \times 10^{-6}}{(2)^2} \]
\[ E_1 = (8.99 caran 10^9) \cdot \frac{2 caran 10^{-6}}{4} \]
\[ E_1 = (8.99 caran 10^9) \cdot 0.5 caran 10^{-6} \]
\[ E_1 = 4.495 \car 10^3 \, \text{N/C} \]
Ji bo barkirina duyem (\(Q_2 = -3 \times 10^{-6} \, \text{C}\)) û dûrahiya 2 metreyan (\(r_2 = 2 \, m\)):
\[ E_2 = (8.99 \times 10^9) \cdot \frac{3 \times 10^{-6}}{(2)^2} \]
\[ E_2 = (8.99 caran 10^9) \cdot \frac{3 caran 10^{-6}}{4} \]
\[ E_2 = (8.99 caran 10^9) \cdot 0.75 caran 10^{-6} \]
\[ E_2 = 6.7425 \car 10^3 \, \text{N/C} \]
Gava 3: Diyarkirina Aliyê Qada Elektrîkê
Zeviya elektrîkê ya ji hêla barkêşek erênî ve çêdibe dê ji wê barkêşê dûr be, lê zeviya elektrîkê ya ji hêla barkêşek neyînî ve çêdibe dê ber bi wê barkêşê ve be. Ji ber vê yekê, arasteya zeviya elektrîkê li wê xalê wiha ye:
– \( E_1 \) ji \(Q_1\) dûr dikeve
– \( E_2 \) ber bi \(Q_2\) ve
Ji ber ku her du bark li ser eksena horizontî ne, em zeviya elektrîkê ya encam bi awayekî vektorî li ser xeta horizontî ya di navbera her du barkan de hesab dikin.
Gava 4: Hesabkirina Qada Elektrîkê ya Encamdar
Ji ber ku her du qadên elektrîkê di heman alî de ne (horizontal), em dikarin rasterast mezinahîyên qadên elektrîkê li hev zêde bikin:
\[ E = E_1 + E_2 \]
\[ E = 4.495 caran 10^3 + 6.7425 caran 10^3 \]
\[ E = 11.2375 \car 10^3 \, \text{N/C} \]
\[ E = 1.12375 \car 10^4 \, \text{N/C} \]
Xelasî
Zeviya elektrîkê li xalek 2 metre dûrî barkirina yekem û 2 metre dûrî barkirina duyem \(1.12375 \times 10^4 \, \text{N/C}\) ye ku li ser eksena horizontal e. Ev zevî ji barkirina erênî \(2 \times 10^{-6} \, \text{C}\) dûr û ber bi barkirina neyînî \(-3 \times 10^{-6} \, \text{C}\) ve nîşan dide.
Penutup
Têgihîştina qada elektrîkê ya ji ber barekî xalî hesabkirina baldar a her pêkhateyê hewce dike. Hêvîdarim, bi van mînakên pirsgirêk û çareseriyan, hûn ê têgihîştinek zelaltir a çawaniya hesabkirin û têgihîştina qadên elektrîkê bi dest bixin. Ev hewldan dê ji we re bibe alîkar ku hûn têgehên fîzîkê yên pêşkeftî yên wekî potansiyela elektrîkê, karê elektrîkê û enerjiya potansiyela elektrîkê bêtir lêkolîn bikin.
Kûrkirina têgihîştina we ya van têgehên bingehîn dê pir biqîmet be dema ku hûn bi pirsgirêkên tevlihevtir û serîlêdanên cîhana rastîn di teknolojiyên cûrbecûr û diyardeyên xwezayî de mijûl bibin. Em hêvî dikin ku ev gotar kêrhatî be û dikare wekî referans ji bo lêkolînên bêtir di fîzîkê de, nemaze di derbarê qadên elektrîkê de, xizmet bike.
