လျှပ်စစ်စက်ကွင်းနှင့်ပတ်သက်သောဆောင်းပါး
လျှပ်စစ်ဓာတ်နှင့်ပတ်သက်ပြီး တူညီသောဓာတ်များသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု တွန်းကန်ကြပြီး မတူညီသောဓာတ်များသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ဆွဲငင်ကြကြောင်း လေ့လာသိရှိခဲ့ကြသည်။ အပေါင်းဓာတ်ရှိသော အရာဝတ္ထုတစ်ခုကို အနုတ်ဓာတ်ရှိသော အရာဝတ္ထုတစ်ခုနှင့် နီးကပ်စေပါက အရာဝတ္ထုနှစ်ခုသည် အတူတကွ ဆွဲငင်ကြသောကြောင့် ၎င်းတို့သည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ရွေ့လျားကြသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့် အပေါင်းဓာတ်ရှိသော အရာဝတ္ထုတစ်ခုကို အပေါင်းဓာတ်ရှိသော အရာဝတ္ထုတစ်ခုနှင့် နီးကပ်စေပါက အရာဝတ္ထုနှစ်ခုသည် အပြန်အလှန် တွန်းကန်ကြသောကြောင့် ၎င်းတို့သည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ဝေးကွာသွားကြသည်။ Coulomb ၏ ဥပဒေဘာသာရပ်တွင် လေ့လာခဲ့သည့်အတိုင်း လျှပ်စစ်ဓာတ်ရှိသော အရာဝတ္ထုများသည် ဤလျှပ်စစ်ဓာတ်ရှိသော အရာဝတ္ထုများအကြားတွင် လျှပ်စစ်အားတစ်ခု သက်ရောက်နေသောကြောင့် အခြားလျှပ်စစ်ဓာတ်ရှိသော အရာဝတ္ထုများကို အရှိန်မြှင့်နိုင်သည်။ လျှပ်စစ်ဓာတ်ရှိသော အရာဝတ္ထုတစ်ခုသည် အခြားလျှပ်စစ်ဓာတ်ရှိသော အရာဝတ္ထုများအပေါ်တွင် သက်ရောက်သော လျှပ်စစ်အားသည် ထိတွေ့မှုမရှိဘဲ လုပ်ဆောင်နိုင်သော အားတစ်ခု၏ ဥပမာတစ်ခုဖြစ်သည်။ တွင် လုပ်ဆောင်နိုင်သော အား၏ နောက်ထပ်ဥပမာတစ်ခုမှာ အကွာအဝေး အဆိုပါဖြစ်ပါသည် ဆွဲငင်အား။ ဒြပ်ထုအရာဝတ္ထုတစ်ခုမှ အခြားဒြပ်ထုအရာဝတ္ထုများအပေါ် ဆွဲငင်အားကို သက်ရောက်စေသည်။
ပွတ်တိုက်အားထိတွေ့မှုဖြစ်ပေါ်သောအခါ ဤအားများသည် အလုပ်လုပ်သောကြောင့် နားလည်ရလွယ်ကူသော အားများ၏ ဥပမာများဖြစ်သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ လျှပ်စစ်အားသည် နားလည်ရန်ခက်ခဲသော အား၏ ဥပမာတစ်ခုဖြစ်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ဤအားသည် ထိတွေ့မှုမရှိဘဲ အကွာအဝေးတစ်ခုမှ လုပ်ဆောင်နိုင်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။ အကွာအဝေးတစ်ခုမှ လုပ်ဆောင်နိုင်သော လျှပ်စစ်အားကို နားလည်ရန်အတွက် လျှပ်စစ်စက်ကွင်း သဘောတရား ပေါ်လာသည်။ လျှပ်စစ်စက်ကွင်း သဘောတရားကို ဗြိတိသျှသိပ္ပံပညာရှင် မိုက်ကယ် ဖာရာဒေး (၁၇၉၁-၁၈၆၇) မှ တီထွင်ခဲ့သည်။
လျှပ်စစ်စက်ကွင်း (E) ၏ အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုချက်
ဖန်ခွက်တစ်လုံးသည် မူလက လျှပ်စစ်ဓာတ်မဲ့နေသည်ဟု ယူဆပါ။ အဝတ်ဖြင့်ပွတ်ပြီးနောက် ဖန်ချောင်းသည် လျှပ်စစ်ဓာတ်ဖြစ်လာသည်။ ဖန်ချောင်းသည် လျှပ်စစ်ဓာတ်ဖြစ်လာသောအခါ တစ်ချိန်တည်းမှာပင် ဖန်ပတ်လည်တွင် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတစ်ခု ပေါ်လာသည်။ ဖန်ခွက်သည် လျှပ်စစ်ဓာတ်မဲ့ဖြစ်သွားပါက တစ်ချိန်တည်းတွင် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလည်း ပျောက်ကွယ်သွားသည်။ ထို့ကြောင့် E ၏တည်ရှိမှုကို လျှပ်စစ်ဓာတ်ရှိနေခြင်းမှ ခွဲခြား၍မရပါ။ E သည် လေကဲ့သို့ အရာဝတ္ထုမျိုးမဟုတ်သလို လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများကဲ့သို့ လှိုင်းမျိုးလည်း မဟုတ်ပါ။ E သည် လျှပ်စစ်ဓာတ်ကြောင့်ဖြစ်ပေါ်လာသောအရာဖြစ်ပြီး လျှပ်စစ်ဓာတ်ပတ်လည်ရှိ နေရာကို သက်ရောက်မှုရှိပြီး အခြားလျှပ်စစ်ဓာတ်များသည် E ၏လွှမ်းမိုးမှုကိုသာ ခံစားရသည်။
အခန်းတစ်ခန်းတွင် E ရှိမရှိ စမ်းသပ်ရန်အတွက် ထိုနေရာတွင် စမ်းသပ်အားသွင်းမှုတစ်ခုရှိသည်ဟု ယူဆပါသည်။ စမ်းသပ်အားသွင်းမှုသည် အနည်းဆုံးအားသွင်းမှုတစ်ခုဖြစ်သည်။ (မေး) ထို့ကြောင့် အားသွင်းမှုသည် အလွန်သေးငယ်သော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတစ်ခုကို ဖြစ်ပေါ်စေသောကြောင့် ၎င်းကို လျစ်လျူရှုနိုင်သည်။ သို့သော်၊ စမ်းသပ်အားသွင်းမှုသည် အခြားလျှပ်စစ်အားသွင်းမှုများမှ ထုတ်ပေးသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်း၏ သြဇာလွှမ်းမိုးမှုကို ခံစားရနိုင်သည်။ စမ်းသပ်အားသွင်းမှုကို E ရှိမရှိ စုံစမ်းစစ်ဆေးရန်သာ တင်ပြထားသည်။ နေရာတွင် E ရှိပါက၊
စမ်းသပ်အားသွင်းသည် လျှပ်စစ်အားကို ကြုံတွေ့ရမည်ဖြစ်ပြီး၊ E မရှိပါက စမ်းသပ်အားသွင်းသည် လျှပ်စစ်အားကို ကြုံတွေ့ရမည်မဟုတ်ပါ။
ဘေးနားက ပုံကို ကြည့်ပါ။
ပုံ ၁ မှာ charge +q1 နှင့် အားသွင်း +q2 အနီးနားရှိ အာကာသတွင် E တစ်ခု ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ စမ်းသပ်အားသွင်းမှု +q ဖြစ်သောအခါo အာကာသထဲက အမှတ်တစ်ခုမှာ ထားရင် စမ်းသပ်အားသွင်း +q ကo လျှပ်စစ်အားကို ခံစားရသည်။ F1 အားသွင်း +q မှ ထုတ်ပေးသော လျှပ်စစ်အားဖြစ်သည်1 စမ်းသပ်အားသွင်းမှု +q တွင်oနှင့် F2 အားသွင်း + q မှ ထုတ်ပေးသော လျှပ်စစ်အားဖြစ်သည်2 စမ်းသပ်အားသွင်းမှု +q တွင်oပုံ ၂ တွင် စမ်းသပ်အားသွင်းမှုကို ဖယ်ရှားလိုက်သောအခါ E သည် ကျန်ရှိနေပြီး ထိုအမှတ်မှ ပျောက်ကွယ်သွားခြင်းမဟုတ်ပါ။ E1 လျှပ်စစ်ဓာတ် +q မှ ဖြစ်ပေါ်လာသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်း ဖြစ်သည်1နှင့် E2 လျှပ်စစ်ဓာတ် +q မှ ဖြစ်ပေါ်လာသော E ဖြစ်သည်2.
လျှပ်စစ်စက်ကွင်း၏ ပမာဏ
E သည် ဗက်တာပမာဏတစ်ခုဖြစ်ပြီး လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတွင် ပမာဏနှင့် ဦးတည်ရာရှိသည်။ E ၏ ပမာဏကို E အစွမ်းသတ္တိဟု ယေဘုယျအားဖြင့် ရည်ညွှန်းလေ့ရှိသည်။ အမှတ်တစ်ခုရှိ E ၏ အစွမ်းသတ္တိကို ထိုအမှတ်တွင် ထားရှိထားသော အပေါင်းစမ်းသပ်အားသွင်းမှုပေါ်တွင် လျှပ်စစ်အားသွင်းမှုမှ သက်ရောက်သော လျှပ်စစ်အားကို စမ်းသပ်အားသွင်းမှု၏ အရွယ်အစားဖြင့် စားခြင်းဟု သတ်မှတ်သည်။
E = လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိ
F = လျှပ်စစ်အား
q = စမ်းသပ်အားသွင်းမှု
လျှပ်စစ်အား၏ ယူနစ်မှာ နယူတန်ဖြစ်ပြီး လျှပ်စစ်ဓာတ်၏ ယူနစ်မှာ ကူးလုံးဖြစ်သောကြောင့် E ၏ ယူနစ်မှာ Newton / Coulomb၊ N/C ဟု အတိုကောက်ခေါ်သည်။
လျှပ်စစ်စက်ကွင်း၏ ဦးတည်ရာ
ပုံ ၁က တွင်၊ အပေါင်းလျှပ်စစ်ဓာတ် (+Q) သည် အပေါင်းစမ်းသပ်ဓာတ် (+q) ပေါ်တွင် လျှပ်စစ်အားကို သက်ရောက်စေပြီး၊ ဤနေရာတွင် လျှပ်စစ်အား (F) ၏ ဦးတည်ရာသည် +Q ၏ ဓာတ်နှင့် ဝေးကွာပါသည်။
ပုံ ၁ခ တွင်၊ စမ်းသပ်အားသွင်းကို ဖယ်ရှားလိုက်သောအခါ၊ ဤအချက်တွင် လျှပ်စစ်အားသွင်း Q နှင့် ဝေးကွာသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်း (E) ရှိသည်။
ပုံ ၂က တွင်၊ အနုတ်လျှပ်စစ်ဓာတ် (-Q) သည် အပေါင်းစမ်းသပ်ဓာတ် (+q) တွင် လျှပ်စစ်အားကို သက်ရောက်စေပြီး၊ ဤတွင် လျှပ်စစ်အား (F) ၏ ဦးတည်ရာသည် -Q ထံ ချဉ်းကပ်လာသည်။
ပုံ ၂ခ တွင်၊ စမ်းသပ်အားသွင်းမှုကို ဖယ်ရှားလိုက်သောအခါ၊ ဤအချက်တွင် လျှပ်စစ်အားသွင်း -Q နှင့် နီးစပ်သော လျှပ်စစ်စက်ကွင်း (E) ရှိသည်။
အထက်ပါပုံနှင့် ရှင်းလင်းချက်ကို အခြေခံ၍ လျှပ်စစ်စက်ကွင်း၏ ဦးတည်ရာသည် အပေါင်းလျှပ်စစ်ဓာတ်နှင့် ဝေးကွာပြီး အနုတ်လျှပ်စစ်ဓာတ်သို့ ချဉ်းကပ်လာသည်ဟု ကောက်ချက်ချနိုင်သည်။
လျှပ်စစ်လယ်ကွင်းလိုင်းများ
E ကို တစ်ခုက ထုတ်ပေးပါတယ် လျှပ်စစ်တာဝန်ခံ ပြီးတော့ လျှပ်စစ်ဓာတ်ပတ်လည်က နေရာကို သက်ရောက်မှုရှိပါတယ်၊ ဤတွင် E ၏ သြဇာလွှမ်းမိုးမှုကို အခြားလျှပ်စစ်ဓာတ်များဖြင့်သာ ခံစားရသည်။ လျှပ်စစ်ဓာတ်တစ်ခုမှ ထုတ်ပေးသော E တွင် အခြားလျှပ်စစ်ဓာတ်တစ်ခုရှိနေသောအခါ၊ အခြားလျှပ်စစ်ဓာတ်တစ်ခုသည် လျှပ်စစ်အားတစ်ခု၏ သြဇာလွှမ်းမိုးမှုကို ခံစားမိပါသည်။
အထက်ဖော်ပြပါ E အကြောင်းဆောင်းပါးတွင်ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို နားလည်ခြင်းသည် စိတ်ဖြင့် သိရှိနိုင်သော်လည်း စိတ်ထဲတွင်သာ စိတ်ကူးယဉ်နိုင်သည်။ E ကို မြင်ယောင်ရန်အတွက် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းကြောင်းများကို တင်ပြထားသည်။ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းကြောင်းများသည် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတည်ရှိမှုကို ညွှန်ပြရန် လျှပ်စစ်ဓာတ်တစ်ခုပတ်လည်တွင် ရေးဆွဲထားသော မျဉ်းကြောင်းများဖြစ်သည်။ E ရှိနေခြင်းကို ပြသရန် ရည်ရွယ်သောကြောင့် ဤမျဉ်းကြောင်းများအကြား E နှင့် ဆက်စပ်မှုရှိသည်။ တစ်နည်းအားဖြင့် E ၏ ပမာဏနှင့် ဦးတည်ရာကို လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းကြောင်းများ ရေးဆွဲခြင်းဖြင့် ရှင်းပြနိုင်သည်။
လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများနှင့် ဦးတည်ချက်နှင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိအကြား ဆက်နွယ်မှုမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်။
ပထမဦးစွာ E ၏ ဦးတည်ရာသည် အပေါင်းဓာတ်အားမှ ဝေးရာသို့ ရွေ့လျားပြီး အနုတ်ဓာတ်အားသို့ ချဉ်းကပ်သည်။ ထို့ကြောင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများ၏ ဦးတည်ရာသည်လည်း အပေါင်းဓာတ်အားမှ ဝေးရာသို့ ရွေ့လျားပြီး အနုတ်ဓာတ်အားသို့ ချဉ်းကပ်သည်။
အပေါင်းဓာတ်အားသည် အနုတ်ဓာတ်အားနှင့် ကပ်လျက်ရှိပါက လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများသည် အပေါင်းဓာတ်အားမှ အနုတ်ဓာတ်အားသို့ ဆွဲထုတ်ခံရသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့် အပေါင်းဓာတ်အားတစ်ခုသည် အပေါင်းဓာတ်အားနှင့် ကပ်လျက်ရှိပါက လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများသည် အပေါင်းဓာတ်အားတစ်ခုစီမှ ထွက်ခွာပြီး တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ဝေးကွာသွားသည်။
ဒုတိယအချက်အနေနဲ့ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိကို လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများကြား အကွာအဝေးဖြင့် ကိုယ်စားပြုပါတယ်။ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းရဲ့ လိုင်းများကြား အကွာအဝေး နီးကပ်လေ၊ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိ မြင့်မားလေဖြစ်ပြီး လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများကြား အကွာအဝေး ဝေးလေ၊ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိ နည်းပါးလေဖြစ်ပါတယ်။
ဘာကြောင့် မျဉ်းကြောင်းတွေကြား အကွာအဝေး ပိုနီးလေ၊ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအား ပိုမြင့်လေလဲ။ ဒါကို နားလည်ဖို့အတွက် အောက်ပါရှင်းလင်းချက်ကို ကြည့်ပါ။ စက်လုံးရဲ့အလယ်ဗဟိုမှာ အပေါင်းဓာတ်တစ်ခုရှိပြီး လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းတွေဟာ စက်လုံးရဲ့မျက်နှာပြင်တစ်လျှောက် ဦးတည်ချက်အမျိုးမျိုးနဲ့ ပျံ့နှံ့သွားတယ်လို့ ယူဆပါ။ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းအရေအတွက်က N ဖြစ်ပြီး စက်လုံးရဲ့မျက်နှာပြင်ဧရိယာက 4πr ဆိုရင်2ထို့နောက် ယူနစ်ဧရိယာ သို့မဟုတ် လိုင်းသိပ်သည်းဆတွင် ပါဝင်သော လိုင်းအရေအတွက်သည် N / 4πr ဖြစ်သည်။2ဤဖော်မြူလာအပေါ် အခြေခံ၍ တူညီသော N အတွက် r သည် သေးငယ်လာပါက မျဉ်းများကြား အကွာအဝေးသည် ပိုမိုနီးကပ်လာပြီး r သည် ပိုမိုသိသာလာပါက မျဉ်းများကြား အကွာအဝေးသည် ပိုမိုဝေးကွာသွားပါသည်။
လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိပုံသေနည်း E = kq / r2 လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိသည် အကွာအဝေး၏ နှစ်ထပ်ကိန်းနှင့် ပြောင်းပြန်အချိုးကျကြောင်းလည်း ပြသထားသည်။ r သည် ပိုငယ်ပါက လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိ ပိုမိုထင်ရှားလာပြီး r သည် ပိုထင်ရှားလာပါက လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိ သေးငယ်လာသည်။
အထက်ဖော်ပြပါ ပြန်လည်သုံးသပ်ချက်အပေါ် အခြေခံ၍ r သည် သေးငယ်လာပါက (အားသွင်းနှင့် နီးကပ်လာပါက) လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိသည် ပိုကြီးလာပြီး မျဉ်းကြောင်းများကြား အကွာအဝေးလည်း ပိုနီးကပ်လာကြောင်း ကောက်ချက်ချနိုင်ပါသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့် r သည် ပိုမိုထင်ရှားလာပါက (အားသွင်းနှင့် ဝေးကွာလာလေ) လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိသည် ပိုငယ်လာပြီး မျဉ်းကြောင်းများကြား အကွာအဝေးလည်း ပိုဝေးလာကြောင်း ကောက်ချက်ချနိုင်ပါသည်။
တတိယအချက်အနေနဲ့ E လိုင်းအရေအတွက်ဟာ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိနဲ့ အချိုးကျပါတယ်။ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းတွေ များလေ၊ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိ မြင့်လေပါပဲ။ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းတွေ နည်းလေ၊ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိ နည်းလေပါပဲ။
