I mua i te ako i tēnei kaupapa, me mārama tuatahi ki ngā rauemi mō te ahupūngao , ngā kaha pūmau , te utu hiko , te ture a Coulomb me ngā mara hiko.
He kaha pūmau te kaha hiko
Haunga te kaha ā-papa me te kaha puna, ko tētahi atu tauira o te kaha pūmau ko te kaha hiko. Kia mārama ake ai koe he aha i kiia ai te kaha hiko he kaha pūmau, pānuihia te whakamārama e whai ake nei.
Mehemea e rua ngā pereti hiko e utua ana e te hiko, e ai ki te pikitia, he utu pai te pereti maui, ā, he utu kino te pereti matau.n kino. Ko te pere i waenganui i e rua ngā pereti ngā rārangi mara hiko yang mai i tētahi utu pai ki tētahi utu kino. Kei te tata te utu pai ki tētahi pereti utu pai.
Mā te noho mai o tētahi papa hiko ka pāngia tētahi utu pai e tētahi kaha hiko i te ahunga kotahi ki te papa hiko, kia tere ake ai te utu pai ki te taha matau ki te pereti utu kino. Ko te ahunga o te kaha hiko kei te taha matau, i te ahunga kotahi ki te ahunga nekehanga o te utu, kia mahi pai ai te kaha hiko ki te utu. Mā te pāngarau, ko te mahi i mahia e te kaha hiko ki tētahi utu pai ko W = F s = q E s, ko W = mahi, F = kaha hiko, s = tawhiti i waenganui i ngā pereti e rua, q = utu pai, E = papa hiko.
I muri i te taenga atu ki te pereti kua whakawhiua ki te kino, ki te mea utu pai hiahia ki tewhakahokitaea ki tōna tūranga taketake tata pereti utu pai kātahi ka hiahiatia tō momo kāhuatoi ar. Ina he pai te utu nekehia ki te taha maui ki te pereti utu pai, ka noho tonu te kaha hiko ki te taha matau kia mahi kino ai te kaha hiko ki te utu. Mā te pāngarau, ko te mahi i mahia e te kaha hiko ki te utu pai ko W = – F s = – q E s.
Ko te mahi katoa i mahia e te kaha hiko i runga i te utu pai, ina neke te utu ki te taha matau, kātahi ka neke anō ki te taha maui ki tōna tūranga taketake, ko W = q E s – q E s = 0. Mena ko te mahi katoa i mahia e te kaha ki runga i tētahi mea, ina neke atu te mea i tōna tūranga taketake, kātahi ka hoki ki tōna tūranga taketake, he kore, he kaha pūmau te kaha. I runga i te whakamārama i runga ake nei, ka taea te whakatau ko te kaha hiko he kaha pūmau.
Te kaha hiko me te pūngao pūmanawa hiko
E pā ana te mahi a te kaha pūmau ki te huringa o te pūngao pūmanawa. Hei tauira, ko te mahi a te kaha ā-papa i runga i te papatipu ka huri i te pūngao pūmanawa o te papatipu. Waihoki, ko te mahi a te kaha hiko i runga i te utu hiko ka huri i te pūngao pūmanawa hiko o te utu.
Te utu pai i roto i te papa hiko ōrite
E whakaatu ana ngā whakaahua e rua i raro nei i ngā tauira o te mahi i mahia e te kaha pūmau e puta ai te huringa o te pūngao pūmanawa. Ko ngā whakamārama mō te mahi i mahia e te kaha ā-papa me te huringa o te pūngao pūmanawa ā-papa ka whakamahia hei whakataurite hei āwhina i te mārama ki te mahi i mahia e te kaha hiko me te huringa o te pūngao pūmanawa hiko.
E whakaatu ana te ahua i te taha maui i tētahi mea e hinga ana. kore utu e anga atu ana ki te mata o te whenua. Ina teitei te mea, ka nui rawa te pūngao pūmanawa ā-papa. Ina neke te mea ki raro, ka pā te kaha o te āwhata ki a ia. He rite te ahunga o te kaha āwhata ki te ahunga o te nekehanga o te mea, arā, ki raro, nō reira ka mahi pai te kaha āwhata. Ina tere te mea ki raro, ka heke tōna teitei, ā, ka heke tōna kaha pūmanawa āwhata. Ina tata te tau ki te whenua, kua tae te pūngao pūmanawa ā-papa ki tōna uara iti rawa. Ka taea te whakatau ko te mahi pai e mahia ana e te kaha ā-papa i runga i tētahi mea ka whakaiti i te pūngao pūmanawa ā-papa o taua mea. Kāore te pūngao pūmanawa ā-papa e ngaro engari ka hurihia hei pūngao nekeneke, e tohuhia ana e te tere piki haere o te mea ina neke ki raro.
E whakaatu ana te ahua i te taha matau i tētahi utunga pai.Kei te tata a f ki tētahi pereti utu pai. Ina tata ki tētahi pereti utu pai, ka eke te kaha hiko o te utu ki tōna taumata teitei. Mā te noho mai o tētahi papa hiko i waenganui i ngā pereti e rua ka tere ake te utu e te kaha hiko mai i te pereti utu pai ki te pereti utu kino. Ina. ka neke te kawenga ki te taha matau, te kaha hiko i te huarahi kotahi anō hoki kei te taha matau te nekehanga utu, kia mahi ai te kaha hiko i te mahi pai. I te neke haere ki te taha matau, ka piki ake te pūngao nekeneke o te utu, ka heke iho te pūngao pūmanawa hiko. Ina tae atu ki te pereti kua utua kinotia, ka tae te kaha pūmanawa hiko o te utu ki tōna uara iti rawa. Ka taea te whakatau ko te mahi pai i mahia e te kaha hiko ki runga utanga, e whakaiti ana i te pūngao pūmanawa hiko o te utu. Sengari, Mena ka whakahokia te utu pai ki tōna tūranga taketake kātahi ka anga te ahunga o te whakawhiti utu ki te taha maui, ki te ritenga kē atu ki te ahunga te kaha hiko ki te taha mataunNā te mea kei te taha kē te kaha hiko, ka mahi kino ia i runga i te utu pai. I a ia e neke ana ki te taha maui, ka piki ake te kaha pūmanawa hiko. Nō reira, ka taea te whakatau ko te mahi kino a te kaha hiko i runga i te utu ka whakanui ake i te kaha pūmanawa hiko o te utu.
Utu kino i roto i te papa hiko ōrite
He rerekē ngā utu pai, he nui rawa te kaha hiko o ngā utu kino ina tata ana ki tētahi pereti utu kino, ā, he iti rawa te kaha hiko ina tata ana ki tētahi pereti utu pai. Nō reira, ka neke noa ngā utu hiko mai i te kaha nui ki te kaha iti, nō reira ka neke hoki ngā utu kino mai i tētahi pereti utu kino ki tētahi pereti utu pai. Kei te taha maui te ahunga o te nekehanga o te utu kino, ko te ahunga ia o te kaha hiko kei te taha matau, nō reira ka mahi kino te kaha hiko. Ina neke ki te taha maui, ka heke te kaha hiko o te utu kino, ā, he iti rawa te uara ina tae te utu kino ki te pereti utu pai. Ka taea te whakatau ko te mahi kino e mahia ana e te kaha hiko ka whakaiti i te kaha hiko o te utu kino. Kāore te kaha hiko e ngaro engari ka hurihia hei kaha nekeneke, e tohuhia ana e te tere piki haere o te utu ina neke atu ki te pereti utu pai.
Pūngao pūmanawa hiko i roto i te papa hiko ōrite
Kāore i te mōhiotia te kaha hiko o te utu ina kei tētahi tūranga motuhake. Heoi, ki te neke te utu mai i tētahi wāhi ki tētahi atu, ka taea te whakatau i te huringa o tōna kaha hiko. Nō reira, ko te mea nui ko te huringa o te kaha hiko (ΔEP).
Hei whakatairite, ina kei runga i tōna kakau te māngo, he pūngao pūmanawa ā-papatipu tōna engari kāore e taea te mōhio ki tōna uara. Mena ka whakaterea te māngo ki te whenua e te kaha o te ā-papatipu, ka taea te whakatau i te whakahekenga o te pūngao pūmanawa ā-papatipu o te māngo mā te tatau mā te whakamahi i te tātai W = Δ EP = mgh, ko m = papatipu, g = whakaterenga ā-papatipu, ko h te tawhiti i waenganui i te kakau māngo me te mata o te whenua.
Waihoki, ka taea te mōhio ki te panonitanga o te pūngao hiko o te utu ina tere ake te utu e te kaha hiko mai i tētahi pūwāhi ki tētahi atu. E ai ki te whakamārama i mua, ki te neke tētahi utu pai mai i tētahi pereti utu pai ki tētahi pereti utu kino, ka tatauhia te hekenga o te pūngao hiko o te utu mā te whakamahi i te tātai W = ΔEP = qEs, ko q = utu hiko, E = mara hiko, ā, ko s te tawhiti i waenganui i ngā pereti e rua, te tawhiti rānei i waenganui i tētahi wāhi ki tētahi atu. Waihoki, ki te neke tētahi utu kino mai i tētahi pereti utu kino ki tētahi pereti utu pai, ka tatauhia te pikinga o te pūngao hiko o te utu kino mā te whakamahi i te tātai W = ΔEP = qEs.
Pūngao pūmanawa hiko o ngā utunga pūwāhi e rua
Ehara i te mea ko ngā utu i roto i tētahi papa hiko ōrite anake ka pāngia e ngā panonitanga o te pūngao hiko, engari ko te papa hiko e whakaputaina ana e tētahi utu hiko kotahi anō hoki. Me kī he utu kotahi Q e whakaputa ana i tētahi papa hiko, ā, kei te tawhiti r te utu q mai i te utu Q.
Ngā Mōhiohio: k (pūmau a Coulomb) = 9 x 109 Nm2/C2, Q = te utu hiko e hanga ana i tētahi mara hiko, q = te utu hiko e nekehia ana i roto i te papa hiko i hangaia e te utu Q, s = r = te tawhiti o te utu q mai i te utu Q.
Mena he rite te tohu o ngā utu e rua, arā, +, – rānei, ka panaia e ngā utu e rua tetahi ki tetahi, ka neke atu rānei tetahi i tetahi, kia pai ai te huringa o te pūngao pūmanawa (ka piki ake te pūngao pūmanawa hiko). He rite tēnei ki te mea papatipu e neke ake ana i te whenua kia piki ake ai tōna teitei me te pūngao pūmanawa ā-papatipu. I tetahi atu taha, ki te rerekē ngā tohu o ngā utu e rua, ka kukume ngā utu e rua tetahi ki tetahi, ka neke tata atu rānei tetahi ki tetahi, kia kino ai te huringa o te pūngao pūmanawa (ka heke te pūngao pūmanawa hiko). He rite tēnei ki te mea papatipu e neke ana ki raro ki te whenua kia heke ai tōna teitei me te pūngao pūmanawa ā-papatipu.
He kaha pūmau te kaha hiko, nō reira kāore he pānga o te āhua o te ara o te utu ki te huringa o te pūngao pūmanawa hiko. Ko ngā tūranga tīmatanga me ngā tūranga whakamutunga o te utu ka pā ki te huringa o te pūngao pūmanawa hiko.
I te kaupapa e whai ake nei, ka arotakehia e tātou te pūmanawa hiko , he rahinga ā-tinana e pā tata ana ki te pūngao pūmanawa hiko.
