He tuhinga mō te mara hiko
Mō te kaupapa o te utu hiko, i akohia ko ngā utu rite ka pana tetahi i tetahi, ko ngā utu rerekē ia ka kukume tetahi i tetahi. Mēnā ka whakatatahia he mea utu pai ki tetahi mea utu kino, ka kukume ngā mea e rua kia neke tetahi ki tetahi. I tetahi atu taha, ki te whakatatahia he mea utu pai ki tetahi mea utu pai, ka pana nga mea e rua tetahi ki tetahi kia neke atu tetahi i tetahi. E ai ki te ako mō te ture a Coulomb, ka taea e ngā mea utu hiko te whakatere i ētahi atu mea utu hiko nā te mea he kaha hiko kei waenganui i ēnei mea utu hiko. Ko te kaha hiko e tukuna ana e te mea utu hiko ki runga i ētahi atu mea utu hiko he tauira o te kaha ka taea te mahi me te kore e pā. Ko tētahi atu tauira o te kaha ka taea te mahi i tawhiti ko te kaha o te kaha ā-papatipu . Ka tukuna te kaha ā-papatipu e te mea papatipu ki runga i ētahi atu mea papatipu.
Ko te kaha waku , te kaha pana, me te kaha noa he tauira o ngā kaha e ngāwari ana te mārama nā te mea ka mahi ēnei kaha ina pā. Engari, ko te kaha hiko he tauira o te kaha e uaua ana te mārama nā te mea ka taea e tēnei kaha te mahi mai i tētahi tawhiti me te kore e pā. Hei mārama ki te kaha hiko ka taea te mahi mai i tētahi tawhiti, ka puta te ariā o te mara hiko. Nā te kaipūtaiao Piritana a Michael Faraday (1791-1867) i whakawhanake te ariā o te mara hiko.
Te whakamāramatanga o te mara hiko (E)
Mehemea i te tīmatanga he karāhe he kore hiko. Whai muri i te mirimiri ki te kakahu, ka whakakahangia te tokotoko karāhe e te hiko. Ina whakakahangia te tokotoko karāhe e te hiko, i taua wā anō ka puta he papa hiko huri noa i te karāhe. Ki te huri te karāhe hei kore hiko, i taua wā anō ka ngaro te papa hiko. Nō reira, kāore e taea te wehewehe i te noho o te E mai i te noho o te utu hiko. Ehara te E i te momo matū pērā i te hau, ehara hoki i te momo ngaru, pērā i ngā ngaru hikohiko. Ko te E he mea i puta mai i te utu hiko, ā, ka pā ki te wāhi huri noa i te utu hiko, ko ngā utu hiko anake ka pāngia e te awe o te E.
Hei whakamātautau mēnā kei roto i tētahi rūma he E, e whakaarohia ana he utu whakamātautau kei roto i taua wāhi. Ko te utu whakamātautau he utu iti rawa (Q) kia puta ai he āpure hiko iti i roto i te utu, kia kore ai e arohia. Heoi anō, ka taea e te utu whakamātautau te rongo i te awe o te āpure hiko i hangaia e ētahi atu utu hiko. Ka whakaatuhia te utu whakamātautau hei tirotiro noa mēnā kei roto he E. Mēnā kei roto i te wāhi he E,
me pāngia te utu whakamātautau e te kaha hiko, ki te kore he E, kāore te utu whakamātautau e pāngia e te kaha hiko.
Tirohia te ahua kei te taha.
I te ahua 1, ka puta he E i te wāhi e karapoti ana i te utu +q 1 me te utu +q 2. Ina whakanohoia te utu whakamātautau +q o ki tētahi pūwāhi i te wāhi, ka pāngia te utu whakamātautau +q o e te kaha hiko. Ko F 1 te kaha hiko e tukuna ana e te utu +q 1 ki te utu whakamātautau +q o , ā, ko F 2 te kaha hiko e tukuna ana e te utu +q 2 ki te utu whakamātautau +q o . I te ahua 2, ina tangohia te utu whakamātautau, ka noho tonu te E, ā, kāore e ngaro atu i taua pūwāhi. Ko E 1 he āpure hiko i hangaia e te utu hiko +q 1 , ā, ko E 2 he E i hangaia e te utu hiko +q 2.
Te rahi o te mara hiko
He rahinga whārite te E, kei reira te rahi me te ahunga o te papa hiko. Ko te rahi o te E ka kiia ko te kaha E. Ko te kaha o te E i tētahi pūwāhi ka tautuhia ko te kaha o te hiko e tukuna ana e te utu hiko ki runga i tētahi utu whakamātautau pai kua whakanohoia ki taua pūwāhi, ka wehea e te rahi o te utu whakamātautau.
E = te kaha o te papa hiko
F = te kaha hiko
q = utu whakamātautau
Ko Newton te waeine o te kaha hiko, ā, ko Coulomb te waeine o te utu hiko, nō reira ko Newton / Coulomb te waeine o te E, arā, ko N/C te whakarapopototanga.
Te ahunga o te mara hiko
I te Pikitia 1a, ka whakamahia e te utu hiko pai (+Q) te kaha hiko ki runga i te utu whakamātautau pai (+q), ina tawhiti atu te ahunga o te kaha hiko (F) i te utu o +Q.
I te Pikitia 1b, ina tangohia te utu whakamātautau, kei tēnei wāhi he mara hiko (E) kei tawhiti atu tōna ahunga i te utu hiko Q.
I te Pikitia 2a, ka whakamahia e te utu hiko kino (-Q) te kaha hiko i roto i te utu whakamātautau pai (+q), ka whakatata atu te ahunga o te kaha hiko (F) ki te utu -Q.
I te Pikitia 2b, ina tangohia te utu whakamātautau, kei tēnei wāhi he āpure hiko (E) e tata ana tōna ahunga ki te utu hiko -Q.
I runga i te ahua me te whakamārama i runga ake nei, ka taea te whakatau ko te ahunga o te mara hiko kei tawhiti atu i te utu hiko pai, ka whakatata atu ki te utu hiko kino.
Nga raina mara hiko
Ka puta te E i te hikohiko , ā, ka pā ki te wāhi e karapoti ana i te hikohiko, ko te awe o te E ka pāngia anake e ētahi atu hikohiko. Ina he hikohiko anō kei roto i te E i puta mai i te hikohiko, ka rongohia e tētahi atu hikohiko te awe o te kaha hiko.
Ko te mārama ki te mara hiko i runga ake nei, e ai ki te tuhinga mō te E, ka taea te whakatutuki mā te hinengaro engari ka taea anake te whakaaro i roto i te hinengaro. Hei whakaahua i te E, ka whakaaturia ngā rārangi mara hiko. Ko ngā rārangi mara hiko he huinga rārangi kua tuhia huri noa i te utu hiko hei tohu i te noho o te mara hiko. Nā te mea ko tana whāinga he whakaatu i te noho o te E, he hononga kei waenganui i ēnei rārangi me te E. Arā, ka taea te whakamārama i te rahi me te ahunga o te E mā te tuhi i ngā rārangi mara hiko.
Koinei te whanaungatanga i waenga i te ahunga me te kaha o te mara hiko me ngā rārangi mara hiko:
Tuatahi, ka neke te ahunga o te E mai i te utu pai ka whakatata atu ki te utu kino. Nō reira, ka neke atu hoki te ahunga o ngā rārangi hiko mai i te utu pai ka whakatata atu ki te utu kino.
Mena kei te taha o te utu pai te utu kino, ka toia ngā rārangi mara hiko mai i te utu pai ki te utu kino. I tetahi atu taha, ki te mea kei te taha o te utu pai te utu pai, ka toia ngā rārangi mara hiko mai i ia utu pai, ā, ka matara atu tetahi i tetahi.
Tuarua, ko te kaha o te papa hiko e tohuhia ana e te tawhiti i waenga i ngā rārangi papa hiko. Ka tata te tawhiti i waenga i ngā rārangi o te papa hiko, ka teitei ake te kaha o te papa hiko, ā, ka tawhiti te tawhiti i waenga i ngā rārangi o te papa hiko, ka iti ake te kaha o te papa hiko.
He aha te take, ko te tata atu o te tawhiti i waenga i ngā rārangi, ko te teitei ake o te kaha o te mara hiko? Hei mārama ki tēnei, tirohia te whakamārama e whai ake nei. Me kī he utu pai kei waenganui o te porowhita, ā, ka horapa ngā rārangi mara hiko ki ngā ahunga rerekē puta noa i te mata o te porowhita. Mena ko te maha o ngā rārangi mara hiko ko N, ā, ko te horahanga o te mata o te porowhita ko 4πr² , ko te maha o ngā rārangi mō ia horahanga waeine, mō ia kiato rārangi rānei ko N / 4πr² . I runga i tēnei tātai, mō taua N kotahi, ki te iti haere te r, ka tata haere te tawhiti i waenga i ngā rārangi, ā, ki te nui haere te r, ka tawhiti haere te tawhiti i waenga i ngā rārangi.
E whakaatu ana hoki te tātai kaha o te papa hiko E = kq / r 2 he rite whakamuri te kaha o te papa hiko ki te tapawhā o te tawhiti. Mēnā he iti ake a r, ka kitea nuitia te kaha o te papa hiko, ā, ki te kitea nuitia a r, ka iti haere te kaha o te papa hiko.
I runga i te arotake i runga ake nei, ka taea te whakatau mena ka iti haere a r (ka tata atu ki te utu), ka nui haere te kaha o te mara hiko, ā, ka tata haere hoki te tawhiti i waenga i ngā rārangi. I tetahi atu taha, mena ka kitea nuitia a r (ka tawhiti atu i te utu), ka iti haere te kaha o te mara hiko, ā, ka tawhiti atu hoki te tawhiti i waenga i ngā rārangi.
Tuatoru, he rite te maha o ngā rārangi E ki te kaha o te mara hiko. Ka nui ake ngā rārangi mara hiko, ka teitei ake te kaha o te mara hiko. Ka iti ake ngā rārangi mara hiko, ka iti ake te kaha o te mara hiko.
