Berî xwendina vê mijarê, pêşî materyalên li ser fîzîkê , hêzên parastî , barkê elektrîkê , qanûna Coulomb û qadên elektrîkê fêm bikin.
Hêza elektrîkê hêzek parastî ye
Ji bilî hêza gravîtasyonê û hêza biharê, mînakek din a hêzek parastî hêza elektrîkê ye. Ji bo ku hûn çêtir fêm bikin ka çima hêza elektrîkê wekî hêzek parastî tê binavkirin, şiroveya jêrîn bixwînin.
Ferz bike ku du plakayên bi elektrîkê barkirî hene, wekî ku di wêneyê de tê xuyang kirin, plakaya çepê bi awayekî erênî barkirî ye û plakaya rastê jî bi awayekî neyînî barkirî ye.n neyînî. Tîra di navbera her du plak jî xetên qada elektrîkê yang ji barkêşek erênî ber bi barkêşek neyînî ve diçe. Barkêşek erênî nêzîkî plakaya barkirî ya erênî ye.
Hebûna zeviyeke elektrîkê dibe sedema ku barekî erênî di heman alî de wekî zeviya elektrîkê hêzek elektrîkê bibîne, ji ber vê yekê barekî erênî ber bi rastê ve ber bi plakaya bi barekî neyînî ve diçe. Aliyê hêza elektrîkê ber bi rastê ve ye, di heman alî de wekî aliyê tevgera barkê ye, ji ber vê yekê hêza elektrîkê li ser barekî karekî erênî dike. Ji hêla matematîkî ve, karê ku hêza elektrîkê li ser barekî erênî dike W = F s = q E s e, ku W = kar, F = hêza elektrîkê, s = dûrahiya di navbera her du plakayan de, q = barekî erênî, E = zeviya elektrîkê ye.
Piştî gihîştina nêzîkî plakaya barkirî ya neyînî, eger bargiraniya erênî xwastin kuvegerrkan pozîsyona xwe ya orîjînal nêz plakaya bi barkirina erênî hingê şêwaza te pêwîst ear Dema ku bar pozîtîf be bar kir ber bi çepê ve ber bi plakaya bi barkirina pozîtîf ve, hêza elektrîkê ber bi rastê ve dimîne, ji ber vê yekê hêza elektrîkê li ser barkêşê karekî neyînî dike. Ji hêla matematîkî ve, karê ku hêza elektrîkê li ser barkêşek erênî dike W = – F s = – q E s e.
Dema ku bar ber bi rastê ve diçe û dûv re dîsa ber bi çepê ve diçe cihê xwe yê eslî, hêza elektrîkê ya li ser barekî pozîtîf karê xwe dike W = q E s – q E s = 0 e. Ger karê tevahî yê ku hêzek li ser tiştekî dike, dema ku ew tişt ji cihê xwe yê eslî dûr dikeve û dûv re vedigere cihê xwe yê eslî, wekhevî sifir be, wê demê hêz hêzek parastî ye. Li gorî şiroveya jorîn, dikare were encamdan ku hêza elektrîkê hêzek parastî ye.
Hêza elektrîkê û enerjiya potansiyel a elektrîkê
Karê ku ji hêla hêzek parastî ve tê kirin bi guherîna enerjiya potansiyel ve girêdayî ye. Bo nimûne, karê ku ji hêla hêza gravîtasyonê ve li ser girseyek tê kirin, enerjiya potansiyel a gravîtasyonê ya girseyê diguherîne. Bi heman awayî, karê ku ji hêla hêzek elektrîkê ve li ser barekî elektrîkê tê kirin, enerjiya potansiyel a elektrîkê ya bar diguherîne.
Barkê pozîtîf di zeviyek elektrîkê ya homojen de
Du wêneyên li jêr mînakên karê hêzek parastî nîşan didin ku dibe sedema guherînek di enerjiya potansiyel de. Şirovekirinên karê hêza gravîtasyonê û guherîna enerjiya potansiyel a gravîtasyonê wekî berawirdek têne bikar anîn da ku têgihîştina karê hêza elektrîkê û guherîna enerjiya potansiyel a elektrîkê hêsantir bikin.
Wêneya li milê çepê tiştekî ku dikeve nîşan dide. bebas ber bi rûyê erdê ve. Dema ku li bilindahiyekê be, cismek xwediyê enerjiya potansiyel a gravîtasyonê ya herî zêde ye. Dema ku tiştekî ber bi jêr ve diçe, hêza kişandinê li ser wê bandor dike. Rêça hêza kişandinê bi rêça cihguherîna tiştekî re wekhev e, ango ber bi jêr ve, ji ber vê yekê hêza kişandinê karekî erênî dike. Dema ku tiştekî ber bi jêr ve lez dike, bilindahiya wî kêm dibe, bi vî awayî enerjiya wî ya potansiyel a kişandinê kêm dibe. Dema ku nêzîkî gihîştina erdê dibe, enerjiya potansiyel a gravîtasyonê di nirxa xwe ya herî kêm de ye. Dikare were encam kirin ku karê erênî yê hêza gravîtasyonê li ser tiştekî dike, enerjiya potansiyel a gravîtasyonê ya tiştekî kêm dike. Enerjiya potansiyel a gravîtasyonê winda nabe lê vediguhere enerjiya kînetîk, ku ev yek bi zêdebûna leza cismekî dema ku ber bi jêr ve diçe tê nîşandan.
Wêneya li rastê bargiraniyek pozîtîf nîşan dide.f nêzîkî plakaya bi barekî erênî ye. Dema ku nêzîkî plakaya bi barekî erênî be, enerjiya potansiyel a elektrîkê ya barkê di asta herî bilind de ye. Hebûna qadeke elektrîkê di navbera her du plakayan de dibe sedema ku bar ji hêla hêza elektrîkê ve bilez bibe. plakaya barkirî ya erênî ber bi plakaya barkirî ya neyînî ve. Dema ku bar ber bi rastê ve diçe, hêza elektrîkê jî di heman alî de cihguherîna barkê ber bi rastê ve ye, ji ber vê yekê hêza elektrîkê karekî erênî dike. Dema ku diçe li rastê, enerjiya kînetîk a barkê zêde dibe di heman demê de enerjiya potansiyel a elektrîkê kêm dibe. Dema ku ew nêzîkî plakaya bi barkirina neyînî dibe, enerjiya potansiyel a elektrîkê ya bar di nirxa xwe ya herî kêm de ye. Dikare were encamkirin ku karê erênî yê ku hêza elektrîkê li ser bar, kêmkirina enerjiya potansiyel a elektrîkê ya barkirinê. Sberevajî vê, jika barkêşa pozîtîf vedigere cihê xwe yê berê wê demê rêça veguhestina bargiraniyê ber bi çepê ve ye, berevajî rêça hêza elektrîkê ber bi rastê venJi ber ku hêza elektrîkê di aliyê dijberî de ye, ew li ser barkêşa erênî karekî neyînî dike. Her ku ew ber bi çepê ve diçe, enerjiya potansiyela elektrîkê zêde dibe. Ji ber vê yekê, dikare were encam kirin ku karê neyînî yê ku ji hêla hêza elektrîkê ve li ser barkêşê tê kirin, enerjiya potansiyela elektrîkê ya barkêşê zêde dike.
Barkê neyînî di zeviyek elektrîkê ya homojen de
Berevajî barên pozîtîf, barên pozîtîf dema ku nêzîkî plakaya barkirî ya neyînî bin, enerjiya potansiyela elektrîkê ya herî zêde û dema ku nêzîkî plakaya barkirî ya erênî bin, enerjiya potansiyela elektrîkê ya herî kêm heye. Bi xwezayî, barên elektrîkê bi xwezayî ji potansiyela bilind ber bi potansiyela nizm ve diçin, ji ber vê yekê barên neyînî jî ji plakaya barkirî ya neyînî ber bi plakaya barkirî ya erênî ve diçin. Rêça tevgera barkirina neyînî ber bi çepê ve ye, lê rêça hêza elektrîkê ber bi rastê ve ye, ji ber vê yekê hêza elektrîkê karê neyînî dike. Dema ku ber bi çepê ve diçe, enerjiya potansiyela elektrîkê ya barkirina neyînî kêm dibe û dema ku barkirina neyînî digihîje nêzîkî plakaya barkirî ya erênî, nirxek herî kêm heye. Dikare were encam kirin ku karê neyînî yê ku ji hêla hêza elektrîkê ve tê kirin, enerjiya potansiyela elektrîkê ya barkirina neyînî kêm dike. Enerjiya potansiyela elektrîkê winda nabe lê vediguhere enerjiya kînetîk, ku bi leza zêde ya barkirinê dema ku ber bi plakaya barkirî ya erênî ve diçe tê nîşandan.
Enerjiya potansiyela elektrîkê di zeviyek elektrîkê ya homojen de
Enerjiya potansiyela elektrîkî ya barkêşek dema ku di pozîsyonek taybetî de ye nayê zanîn. Lêbelê, heke barkêş ji cihekî ber bi cihekî din ve biçe, guherîna enerjiya potansiyela elektrîkî ya wê dikare were destnîşankirin. Ji ber vê yekê, ya girîng guherîna enerjiya potansiyel (ΔEP) ye.
Ji bo berawirdkirinê, dema ku mango li ser qurmê xwe ye, enerjiya potansiyel a gravîtasyonê heye lê nirxa wê nayê zanîn. Ger mango ji hêla hêza gravîtasyonê ve ber bi erdê ve were lezandin, kêmbûna enerjiya potansiyel a gravîtasyonê ya mangoyê dikare bi rêya hesaban bi karanîna formula W = Δ EP = mgh were destnîşankirin, ku m = giranî, g = lezandina gravîtasyonê, h dûrahiya di navbera qurmê mangoyê û rûyê erdê de ye.
Bi heman awayî, guherîna enerjiya potansiyela elektrîkê ya barkêşekê dikare were zanîn dema ku bar ji hêla hêzek elektrîkê ve ji xalekê ber bi xalek din ve were lezandin. Wekî ku berê hate ravekirin, heke barkêşek erênî ji plakaya bi barkirina erênî ber bi plakaya bi barkirina neyînî ve biçe, kêmbûna enerjiya potansiyela elektrîkê ya barkêşê bi karanîna formula W = Δ EP = q E s tê hesibandin, ku q = barkêşa elektrîkê, E = qada elektrîkê û s dûrahiya di navbera her du plakayan de an dûrahiya di navbera cîhek û cîhek din de ye. Bi heman awayî, heke barkêşek neyînî ji plakaya bi barkirina neyînî ber bi plakaya bi barkirina erênî ve biçe, zêdebûna enerjiya potansiyela elektrîkê ya barkêşa neyînî bi karanîna formula W = ΔEP = q E s tê hesibandin.
Enerjiya potansiyel a elektrîkê ya du bargeyên xalî
Guhertinên di enerjiya potansiyela elektrîkê de ne tenê ji hêla bargiraniyên di zeviyek elektrîkê ya homojen de têne dîtin, lê di heman demê de di zeviya elektrîkê ya ku ji hêla bargiraniyek yekane ve tê hilberandin de jî têne dîtin. Ferz bikin ku bargiraniyek Q heye ku zeviyek elektrîkê çêdike û bargiraniya q di dûrahiya r de ji bargiraniya Q ye.
Agahî: k (sabîta Coulomb) = 9 x 109 Nm2/C2, Q = barkê elektrîkê ku zeviyek elektrîkê diafirîne, q = barkê elektrîkê ku di qada elektrîkê ya ku ji hêla barkê Q ve hatî hilberandin de cih diguhezîne, s = r = dûrahiya barkêşa q ji barkêşa Q.
Eger her du bargiran heman nîşan, + an – hebin, wê demê her du bargiran hevdu dûr dixin an jî ji hev dûr dikevin, da ku guherîna enerjiya potansiyel erênî be (enerjiya potansiyel a elektrîkê zêde dibe). Ev dişibihe tiştekî giran ku ji erdê ber bi jor ve diçe, da ku bilindahî û enerjiya potansiyel a gravîtasyonê zêde bibe. Berevajî vê, eger her du bargiran nîşanên cuda hebin, her du bargiran hevdu dikişînin an jî nêzîkî hev dibin, da ku guherîna enerjiya potansiyel neyînî be (enerjiya potansiyel a elektrîkê kêm dibe). Ev dişibihe tiştekî giran ku ber bi erdê ve ber bi jêr ve diçe, da ku bilindahî û enerjiya potansiyel a gravîtasyonê kêm bibe.
Hêza elektrîkê hêzek parastî ye, ji ber vê yekê şeklê rêça barkêşê bandorê li ser guherîna enerjiya potansiyel a elektrîkê nake. Tiştê ku bandorê li guherîna enerjiya potansiyel a elektrîkê dike pozîsyona destpêkê û ya dawîn a barkêşê ye.
Di mijara bê de, em ê potansiyela elektrîkê , ku mîqdareke fîzîkî ye û bi enerjiya potansiyela elektrîkê ve girêdayî ye , binirxînin.
