Gotara li ser Enerjiya Potansiyel a Elektrîkê
Berî xwendina vê mijarê, pêşî kar, hêzên parastî, têkiliya di navbera hêzên parastî bi enerjiya potansiyel re , hêzên elektrîkê û qada elektrîkê fêm bikin.
Hêza elektrîkê hêza muhafezekar e
Ji bilî hêza kişandinê û hêza biharê, mînakek din a hêza parastî hêza elektrîkê ye. Ji bo ku hûn çêtir fêm bikin ka çima hêza elektrîkê wekî hêza parastî tê binavkirin, ravekirina jêrîn fêm bikin.
Ferz bike ku du plakayên bi barekî elektrîkî hene, wekî ku di wêneyê de tê xuyang kirin, plakaya çepê bi barekî erênî û plakaya rastê jî bi barekî neyînî barkirî ye. Tîra di navbera her du plakayan de xetên qada elektrîkê ne ku ji barekî erênî ber bi barekî neyînî ve derdikevin. Barekî erênî nêzîkî plakayek bi barekî elektrîkî erênî ye.
Hebûna qada elektrîkê dibe sedema ku barkêşa erênî hêza elektrîkê di rêça qada elektrîkê de bibîne da ku barkêşa erênî ber bi rastê ve ber bi plakaya bi barkêşa neyînî ve were lezandin. Rêça hêza elektrîkê ber bi rastê ve, di rêça tevgera barkêş de, da ku hêza elektrîkê li ser barkêşê karekî erênî bike. Bi awayekî matematîkî, karê ku hêza elektrîkê li ser barkêşa erênî dike W = F d = q E d ye, ku W = kar, F = hêza elektrîkê, d = dûrahiya di navbera her du plakayan de, q = barkêşa erênî, E = qada elektrîkê.
Piştî gihîştina nêzîkî plakaya barkirî ya neyînî, eger barkêşa erênî vegere cihê xwe yê eslî nêzîkî plakaya barkirî ya neyînî, hêzek derveyî hewce ye. Dema ku barkêşa erênî ber bi çepê ve ber bi plakaya barkirî ya erênî ve tê veguheztin, hêza elektrîkê ber bi rastê ve dimîne, da ku hêza elektrîkê li ser barkêşê karek neyînî bike. Bi matematîkî, karê ku hêza elektrîkê li ser barkêşa erênî dike W = – F d = – q E d ye.
Dema ku bar ber bi rastê ve diçe, dû re dîsa ber bi çepê ve diçe cihê xwe yê eslî, hêza elektrîkê ya li ser barkêşa pozîtîf karê xwe dike W = q E d – q E d = 0 e. Ger karê giştî ji hêla hêzê ve li ser tiştekî were kirin, dema ku ew tişt ji cihê xwe yê eslî dûr dikeve û dû re vedigere cihê xwe yê eslî, ku wekhevî sifirê ye, 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 hêzên parastî ve tê kirin bi guhertinên di enerjiya potansiyel de ve girêdayî ye. Bo nimûne, karê ku ji hêla hêza gravîtasyonê ve li ser tiştekî giran tê kirin, enerjiya potansiyel a gravîtasyonê ya tiştê giran diguherîne. Bi heman awayî, karê ku ji hêla hêza elektrîkê ve di barkêşek elektrîkê de tê kirin, enerjiya potansiyel a elektrîkê ya barkêşê diguherîne.
Barka pozîtîf di zeviya elektrîkê ya homojen de
Du wêneyên li jêr mînakên karê ku ji hêla hêzên parastî ve têne kirin nîşan didin ku dibin sedema guhertinên di enerjiya potansiyel de. Şirovekirina karê ku ji hêla hêza gravîtasyonê ve tê kirin û guhertinên di enerjiya potansiyel a gravîtasyonê de wekî berawirdek tê bikar anîn,
ji bo hêsankirina têgihîştina karê ku ji hêla hêza elektrîkê ve tê kirin û guhertinên di enerjiya potansiyela elektrîkê de.
Wêneya li milê çepê tiştekî nîşan dide ku bi azadî ber bi rûyê erdê ve dikeve. Dema ku ew li jor bin, enerjîya potansiyel a gravîtasyonê ya herî zêde heye. Dema ku ber bi jêr ve diçin, hêza gravîtasyonê li ser tiştekî bandor dike. Rêça hêza gravîtasyonê bi rêça tevgera tiştê ku ber bi jêr ve ye re wekhev e, ji ber vê yekê hêza gravîtasyonê karekî erênî dike. Dema ku ber bi jêr ve lez dibe, bilindahiya tiştekî kêm dibe, ji ber vê yekê enerjîya potansiyel a gravîtasyonê ya tiştekî kêm dibe. Dema ku digihîje erdê, enerjîya potansiyel a gravîtasyonê herî kêm e. Dikare were encam kirin ku karê erênî yê ku ji hêla hêza gravîtasyonê ve li ser tiştekî tê kirin, enerjîya potansiyel a gravîtasyonê ya tiştekî kêm dike. Enerjiya potansiyel a gravîtasyonê winda nabe, lê vediguhere enerjîya kînetîk, ku ev yek bi zêdebûna leza tiştekî dema ku ew ber bi jêr ve diçe tê nîşandan.
Wêneya li rastê barkêşa erênî li nêzî plakaya barkirî ya erênî nîşan dide. Dema ku nêzîkî plakaya barkirî ya erênî be, enerjiya potansiyel a elektrîkê nirxa herî zêde heye. Hebûna qadek elektrîkê di navbera her du plakayan de dibe sedema ku bar ji hêla hêza elektrîkê ve ji plakaya barkirî ya erênî ber bi plakaya barkirî ya neyînî ve were lez kirin. Dema ku bar ber bi rastê ve diçe, hêza elektrîkê jî di rêça cihguherîna barkêşê ber bi rastê ve ye, ji ber vê yekê hêza elektrîkê karê erênî dike. Di dema tevgera ber bi rastê ve, enerjiya kînetîk a barkêşê zêde dibe dema ku enerjiya potansiyel a elektrîkê kêm dibe.
Dema ku nêzîkî plakaya bi barekî neyînî digihîje, enerjiya potansiyel a elektrîkê nirxa herî kêm heye. Dikare were encam kirin ku karê erênî yê ku ji hêla hêza elektrîkê ve li ser barkirinê tê kirin, enerjiya potansiyel a elektrîkê ya bar kêm dike. Berevajî vê, heke barekî erênî vegere pozîsyona xwe ya eslî, wê hingê rêça barkirinê ber bi çepê ve diguhere, berevajî rêça hêza elektrîkê ya ber bi rastê ve. Ji ber rêça berevajî, hêza elektrîkê li ser barekî erênî karekî neyînî dike. Dema ku ber bi çepê ve diçe, enerjiya potansiyel a elektrîkê zêde dibe. Bi vî rengî, dikare were encam kirin ku karê neyînî yê ku ji hêla hêza elektrîkê ve li ser barkirinê tê kirin, enerjiya potansiyel a elektrîkê ya barkirinê zêde dike.
Barkê neyînî di zeviya elektrîkê ya homojen de
Berevajî barkê erênî, barkê neyînî dema ku nêzîkî plakaya barkirî ya neyînî be, xwedî enerjiya potansiyela elektrîkê ya herî zêde û dema ku nêzîkî plakaya barkirî ya erênî be, xwedî enerjiya potansiyela elektrîkê ya herî kêm e. Bi xwezayî, barkê elektrîkê ji potansiyela bilind ber bi potansiyela nizm ve diçe, ji ber vê yekê barkê neyînî jî ji plakaya barkirî ya neyînî ber bi plakaya barkirî ya erênî ve diçe. Awayê cihguherîna barkê neyînî ber bi çepê ve ye, lê awayê hêza elektrîkê ber bi rastê ve ye, da ku hêza elektrîkê karê neyînî bike. Dema ku ber bi çepê ve diçe, enerjiya potansiyela elektrîkê ya barkê neyînî kêm dibe û dema ku barkê neyînî nêzîkî plakaya barkirî ya erênî dibe, xwedî nirxek herî kêm e. Dikare were encam kirin ku karê neyînî yê ku ji hêla hêza elektrîkê ve tê kirin, enerjiya potansiyela elektrîkê ya barkê neyînî kêm dike. Enerjiya potansiyela elektrîkê winda nabe lê diguhere enerjiya kînetîk ku bi zêdekirina leza barkê dema ku ber bi plakaya barkirî ya erênî ve diçe ve tête diyar kirin.
Enerjiya potansiyela elektrîkê di zeviya elektrîkê ya homojen de
Enerjiya potansiyela elektrîkê ya barkêşek dema ku bar di pozîsyonek diyarkirî de ye, nirxa wê nayê zanîn. Lê heke barkêş ji cihekî ber bi cihekî din ve biçe, guherîna enerjiya potansiyela elektrîkê ya barkêş dikare were hesibandin. Ji ber vê yekê, ya ku watedar e guherîna enerjiya potansiyel e. Guhertinên di enerjiya potansiyela elektrîkê (ΔEP) de dikarin werin zanîn dema ku barkêşa erênî ji potansiyela bilind (lewhaya barkirî ya erênî) ber bi potansiyela nizm (lewhaya barkirî ya neyînî) ve diçe.
Ji bo berawirdkirinê, dema ku mango li ser qurmê xwe ye, enerjiya potansiyel a gravîtasyonê ya mangoyê heye, lê nirxa wê nayê zanîn. Ger fêkiya mangoyê ji hêla hêza gravîtasyonê ve ber bi erdê ve were lezandin, guherîna enerjiya potansiyel a gravîtasyonê ya mangoyê dikare bi hesabkirina bi karanîna formula W = ΔEP = mgh were zanîn,
ku m = giranî, g = lezandina gravîtasyonê, h = dûrahiya di navbera mangoyê û rûyê erdê de ye.
Bi heman awayî, guhertinên enerjiya potansiyela elektrîkê ya barkêşekê dikarin werin zanîn dema ku hêza elektrîkê barkêşê ji xalekê ber bi xaleke din ve lez dike. Wekî ku berê hate ravekirin, heke barkêşa erênî ji plakaya barkirî ya erênî ber bi plakaya barkirî ya neyînî ve biçe,
Guherîna enerjiya potansiyela elektrîkê bi karanîna formula W = ΔEP = q E d tê hesibandin, ku q = barkêşa elektrîkê, E = qada elektrîkê û d = dûrahiya di navbera cihekî û cihekî din de ye. Bi heman awayî, heke barkêşa neyînî ji plakaya barkêşa neyînî ber bi plakaya barkêşa erênî ve biçe, zêdebûna enerjiya potansiyela elektrîkê ya barkêşa neyînî bi karanîna formula W = ΔEP = q E d tê hesibandin.
Enerjiya potansiyela elektrîkê ya du bargên xalî
Guhertinên di enerjiya potansiyel a elektrîkê de ne tenê ji hêla barkêşa di zeviyek elektrîkê ya homojen de têne dîtin, lê di heman demê de ji hêla zeviya elektrîkê ya ku ji hêla barkêşa elektrîkê ya yekane ve tê hilberandin jî têne hîskirin. Ferz bikin ku barkêşek Q ya yekane heye ku zeviyek elektrîkê çêdike û barkêşek q dûrahiya wê ji barkêşa Q r e.
Q = barkê elektrîkî ku dibe sedema zeviyek elektrîkî
q = barkê elektrîkî yê ku di qada elektrîkî ya ku ji hêla barkê Q ve hatî hilberandin de cih diguhere
d = r = dûrahiya barê q ji barê 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 guhertinên di enerjiya potansiyel de erênî bin (enerjiya potansiyel a elektrîkê zêde dibe). Ev mîna tiştekî giran e ku ji erdê ber bi jor ve diçe, da ku bilindahiya wê û enerjiya potansiyel a gravîtasyonê zêde bibin. Berevajî vê, eger nîşana her du bargiran ne yek be, her du bargiran hevdu dikişînin an jî nêzîkî hev dibin, da ku guhertina enerjiya potansiyel neyînî be (enerjiya potansiyel a elektrîkê kêm dibe). Ev mîna tiştekî giran e ku ber bi jêr ve diçe û nêzîkî rûyê erdê dibe, da ku bilindahiya wê û enerjiya potansiyel a gravîtasyonê kêm bibin.
Hêza elektrîkê hêzek parastî ye, ji ber vê yekê şeklê rêça barkêşiyê bandorê li guhertinên di enerjiya potansiyel a elektrîkê de nake. Tiştê ku bandorê li nirxa guhertinên di enerjiya potansiyel a elektrîkê de dike, pozîsyona destpêkê û pozîsyona dawîn a barkêşiyê ye.
Di mijara bê de dê li ser potansiyela elektrîkê, mîqdarên fîzîkî yên ku bi enerjiya potansiyela elektrîkê ve girêdayî ne, were lêkolînkirin.
