Ohatra amin'ny fanontaniana miresaka momba ny saha elektrika amin'ny fiampangana teboka
Pengantar
Sampana siansa izay mandalina amin'ny fomba feno ny tranga voajanahary ny fizika, anisan'izany ny fifandraisan'ny zavatra sy ny angovo. Ny iray amin'ireo foto-kevitra manan-danja indrindra amin'ny fizika dia ny sehatry ny herinaratra. Ny sehatry ny herinaratra dia mamaritra ny fiantraikan'ny fiampangana herinaratra manodidina amin'ny hery herinaratra. Ato amin'ity lahatsoratra ity, dia hiresaka ohatra iray amin'ny olana momba ny sehatry ny herinaratra misy fiampangana teboka isika ary ny fomba hamahana izany amin'ny antsipiriany.
Fahatakarana ny Saha Elektrika
Ny saha elektrika dia ny faritra manodidina ny fiampangana elektrika izay iainan'ny fiampangana hafa hery elektrika. Io foto-kevitra io dia miavaka amin'ny habetsahana antsoina hoe hamafin'ny saha elektrika na ny tanjaky ny saha elektrika, izay asehon'ny marika \(E \). Ny hamafin'ny saha elektrika amin'ny teboka iray dia azo kajy amin'ny fampiasana ny fampitoviana:
\[ E = \frac{F}{q} \]
Aiza:
– \( E \) dia ny hamafin'ny saha elektrika (N/C),
– Ny hery elektrika miasa (N) dia \( F \),
– Ny \( q \) dia ny fiampangana iharan'ny hery (C).
Ankoatra izany, raha fantatsika ny haben'ny fiampangana izay mamokatra ny saha elektrika sy ny halavirany, dia azontsika ampiasaina ny raikipohy:
\[ E = k \frac{|Q|}{r^2} \]
Aiza:
– \( E \) dia ny hamafin'ny saha elektrika (N/C),
– Ny \( k \) dia ny tsy miovaova Coulomb \((8.99 \x 10^9 \, \text{N} \cdot \text{m}^2/\text{C}^2)\),
– Ny \( Q \) dia ny fiampangana ny loharanon'ny saha elektrika (C),
– Ny \( r \) dia ny elanelana manomboka amin'ny fiampangana ka hatrany amin'ny toerana andrefesana ny E (m).
Ohatra amin'ny fanontaniana: Saha elektrika vokatry ny fiampangana teboka
Ireto misy ohatra amin'ny fanontaniana horesahintsika:
Misy fiampangana roa mitovy habe amin'ny \(2 \times 10^{-6} \, \text{C}\) sy \(-3 \times 10^{-6} \, \text{C}\) napetraka 4 metatra ny elanelany. Fantaro ny saha elektrika amin'ny teboka 2 metatra miala ny fiampangana voalohany ary 2 metatra miala ny fiampangana faharoa.
Dingana hamahana
Mba hamahana ity olana ity, dia afaka mampiasa ireto dingana manaraka ireto isika:
Dingana 1: Fanoratana ny Sketch
Afaka manampy antsika hahatakatra ny toerana misy ireo fiampangana sy ny teboka kajy ny sahan'aratra ny kisarisary. Avy amin'ny olana, fantatsika fa 4 metatra ny elanelana misy eo amin'ireo fiampangana roa, ary eo afovoany ny teboka resahina (2 metatra miala ny fiampangana tsirairay).
Dingana 2: Kajy ny saha elektrika amin'ny fiampangana tsirairay amin'io teboka io
Ampiasao ny raikipohy momba ny saha elektrika ho an'ny fiampangana teboka tsirairay:
\[ E_1 = k \frac{|Q_1|}{r_1^2} \]
\[ E_2 = k \frac{|Q_2|}{r_2^2} \]
Ho an'ny fiampangana voalohany (\(Q_1 = 2 \times 10^{-6} \, \text{C}\)) ary elanelana 2 metatra (\(r_1 = 2 \, m\)):
\[ E_1 = (8.99 x 10^9) \cdot \frac{2 x 10^{-6}}{(2)^2} \]
\[ E_1 = (8.99 \times 10^9) \cdot \frac{2 \times 10^{-6}}{4} \]
\[ E_1 = (8.99 x 10^9) \cdot 0.5 x 10^{-6} \]
\[ E_1 = 4.495 x 10^3 \, \text{N/C} \]
Ho an'ny fiampangana faharoa (\(Q_2 = -3 \times 10^{-6} \, \text{C}\)) sy elanelana 2 metatra (\(r_2 = 2 \, m\)):
\[ E_2 = (8.99 x 10^9) \cdot \frac{3 x 10^{-6}}{(2)^2} \]
\[ E_2 = (8.99 \times 10^9) \cdot \frac{3 \times 10^{-6}}{4} \]
\[ E_2 = (8.99 x 10^9) \cdot 0.75 x 10^{-6} \]
\[ E_2 = 6.7425 x 10^3 \, \text{N/C} \]
Dingana 3: Famaritana ny lalana izoran'ny saha elektrika
Ny saha elektrika ateraky ny fiampangana tsara dia hitodika miala amin'io fiampangana io, raha ny saha elektrika ateraky ny fiampangana ratsy kosa dia hitodika mankany amin'io fiampangana io. Noho izany, ny lalana alehan'ny saha elektrika amin'io toerana io dia toy izao manaraka izao:
– Miala amin'ny \(Q_1\) ny \( E_1 \)
– \( E_2 \) mankany \(Q_2\)
Koa satria samy eo amin'ny axe mitsivalana ireo fiampangana roa ireo, dia kajintsika amin'ny fomba vectorielle ny saha elektrika vokariny manaraka ny tsipika mitsivalana eo anelanelan'ny fiampangana roa.
Dingana 4: Fikajiana ny saha elektrika vokarina
Koa satria samy mitovy lalana (mitodika) ireo saha elektrika roa ireo, dia azontsika ampiana mivantana ny haben'ny saha elektrika:
\[ E = E_1 + E_2 \]
\[ E = 4.495 x 10^3 + 6.7425 x 10^3 \]
\[ E = 11.2375 x 10^3 \, \text{N/C} \]
\[ E = 1.12375 x 10^4 \, \text{N/C} \]
Famaranana
Ny saha elektrika amin'ny teboka 2 metatra miala ny fiampangana voalohany ary 2 metatra miala ny fiampangana faharoa dia \(1.12375 \times 10^4 \, \text{N/C}\) izay eo amin'ny axe mitsivalana. Ity saha ity dia manondro miala amin'ny fiampangana tsara \(2 \times 10^{-6} \, \text{C}\) ary mankany amin'ny fiampangana ratsy \(-3 \times 10^{-6} \, \text{C}\).
Penutup
Ny fahatakarana ny saha elektrika vokatry ny fiampangana teboka iray dia mitaky kajy tsara ny singa tsirairay. Antenaina fa amin'ireto ohatra olana sy vahaolana ireto dia hahazo fahatakarana mazava kokoa momba ny fomba kajy sy fahatakarana ny saha elektrika ianao. Hanampy anao handinika bebe kokoa ny foto-kevitra fizika mandroso toy ny hery elektrika, ny asa elektrika, ary ny angovo hery elektrika ity ezaka ity.
Ny fandalinanao ireo foto-kevitra fototra ireo dia tena ilaina rehefa miatrika olana sarotra kokoa sy fampiharana tena izy amin'ny teknolojia sy tranga voajanahary isan-karazany ianao. Manantena izahay fa mahasoa ity lahatsoratra ity ary afaka ampiasaina ho toy ny referansa ho an'ny fianarana bebe kokoa momba ny fizika, indrindra momba ny sehatry ny herinaratra.
