د بریښنا احتمالي انرژي

د بریښنا احتمالي انرژۍ په اړه مقاله

د دې موضوع د مطالعې دمخه، لومړی د کار، محافظه کاره ځواکونو، د محافظه کاره ځواکونو ترمنځ د احتمالي انرژۍ سره اړیکه ، بریښنایی ځواکونه او بریښنایی ساحه درک کړئ.

برقي ځواک محافظه کار ځواک دی

د جاذبې قوې او پسرلي قوې سربیره، د محافظه کار قوې یوه بله بیلګه برقي قوه ده. د ښه پوهیدو لپاره چې ولې برقي قوه محافظه کار قوه بلل کیږي، لاندې توضیحات درک کړئ.

فرض کړئ چې دوه برقي چارج شوي پلیټونه شتون لري لکه څنګه چې په انځور کې ښودل شوي، کیڼ پلیټ مثبت چارج شوی، او ښی پلیټ منفي چارج شوی. د دوو پلیټونو ترمنځ تیر د بریښنایی ساحې کرښې دي چې د مثبت چارج څخه د منفي چارج په لور راځي. یو مثبت چارج د مثبت برقي چارج شوي پلیټ سره نږدې دی.

د برقي ساحې شتون د دې لامل کیږي چې مثبت چارج د برقي ساحې په لور کې د برقي ځواک تجربه وکړي ترڅو مثبت چارج ښي خوا ته د منفي چارج شوي پلیټ په لور ګړندی شي. د برقي ځواک ښي خوا ته، د چارج د حرکت په لور، ترڅو برقي ځواک په چارج باندې مثبت کار وکړي. په ریاضيکي ډول، هغه کار چې د برقي ځواک لخوا په مثبت چارج باندې ترسره کیږي W = F d = q E d دی، چیرې چې W = کار، F = بریښنایی ځواک، d = د دوو پلیټونو ترمنځ فاصله، q = مثبت چارج، E = بریښنایی ساحه.

د منفي چارج شوي پلیټ ته نږدې کیدو وروسته، که چیرې مثبت چارج د منفي چارج شوي پلیټ ته نږدې خپل اصلي موقعیت ته راستون شي، نو بهرنۍ قوې ته اړتیا ده. کله چې مثبت چارج کیڼ اړخ ته د مثبت چارج شوي پلیټ په لور حرکت وکړي، بریښنایی قوه ښي خوا ته پاتې کیږي ترڅو بریښنایی قوه په چارج باندې منفي کار وکړي. په ریاضي ډول، هغه کار چې د بریښنایی قوې لخوا په مثبت چارج باندې ترسره کیږي W = – F d = – q E d دی.

د مثبت چارج په اړه د برقي قوې لخوا ترسره شوی ټول کار، کله چې چارج ښي خوا ته حرکت کوي، بیا بیرته کیڼ اړخ ته خپل اصلي موقعیت ته حرکت کوي، W = q E d – q E d = 0 دی. که چیرې خالص کار په شی باندې د قوې لخوا ترسره شي، کله چې شی له خپل اصلي موقعیت څخه لرې شي او بیا خپل اصلي موقعیت ته راستون شي، د صفر سره مساوي، نو قوه یو محافظه کاره قوه ده. د پورته توضیحاتو پراساس، دا پایله کیدی شي چې بریښنایی قوه یو محافظه کاره قوه ده.

برقي ځواک او برقي احتمالي انرژي

د محافظه کاره ځواکونو لخوا ترسره شوی کار د احتمالي انرژۍ بدلونونو سره تړاو لري. د مثال په توګه، هغه کار چې د جاذبې قوې لخوا په یوه ډله ایز شی باندې ترسره کیږي د ډله ایز شی جاذبې احتمالي انرژي بدلوي. په ورته ډول، هغه کار چې د بریښنایی چارج کې د بریښنایی ځواک لخوا ترسره کیږي د چارج بریښنایی احتمالي انرژي بدلوي.

په همجنسي برقي ساحه کې مثبت چارج

لاندې دوه انځورونه د محافظه کارو ځواکونو لخوا ترسره شوي کار مثالونه ښیې چې په احتمالي انرژي کې بدلونونه رامینځته کوي. د جاذبې قوې لخوا ترسره شوي کار او د جاذبې احتمالي انرژي کې بدلونونو تشریح د پرتله کولو په توګه کارول کیږي،

د برقي ځواک لخوا ترسره شوي کار او د برقي احتمالي انرژۍ کې بدلونونو په اړه د پوهیدو اسانتیا لپاره.

په کیڼ اړخ کې انځور یو شی ښیي چې په آزاده توګه د ځمکې سطحې ته رالویږي. کله چې په سر کې وي، شیان اعظمي جاذبه انرژي لري. کله چې ښکته حرکت کوي، د جاذبې قوه په شی باندې عمل کوي. د جاذبې قوې لوري د هغه شی د حرکت لوري سره ورته ده چې ښکته وي نو د جاذبې قوې مثبت کار کوي. کله چې ښکته سرعت ورکړل شي، د شی لوړوالی کمیږي ترڅو د شی جاذبې قوې احتمالي انرژي کمه شي. کله چې ځمکې ته ورسیږي، د جاذبې قوې احتمالي انرژي لږترلږه ده. دا نتیجه اخیستل کیدی شي چې د شی په اړه د جاذبې قوې لخوا ترسره شوی مثبت کار د شی د جاذبې قوې احتمالي انرژي کموي. د جاذبې قوې احتمالي انرژي له لاسه نه ورکول کیږي بلکه په حرکي انرژي بدلیږي، کوم چې د شی د سرعت د زیاتوالي لخوا ښودل کیږي کله چې دا ښکته حرکت کوي.

په ښي خوا کې انځور د مثبت چارج شوي پلیټ ته نږدې مثبت چارج ښیي. کله چې مثبت چارج شوي پلیټ ته نږدې وي، د بریښنا احتمالي انرژي اعظمي ارزښت لري. د دوو پلیټونو ترمنځ د بریښنایی ساحې شتون د مثبت چارج شوي پلیټ څخه منفي چارج شوي پلیټ ته د بریښنایی ځواک لخوا چارج ګړندي کولو لامل کیږي. کله چې چارج ښي خوا ته حرکت کوي، بریښنایی ځواک هم د چارج د بې ځایه کیدو په لور دی، نو بریښنایی ځواک مثبت کار کوي. ښي خوا ته د حرکت په جریان کې، د چارج حرکي انرژي زیاتیږي پداسې حال کې چې بریښنایی احتمالي انرژي کمیږي.

کله چې د منفي چارج سره پلیټ ته نږدې شئ، د بریښنا احتمالي انرژي لږترلږه ارزښت لري. دا نتیجه اخیستل کیدی شي چې د بریښنایی ځواک لخوا په چارج باندې ترسره شوی مثبت کار د چارج بریښنایی احتمالي انرژي کموي. برعکس، که چیرې مثبت چارج بیرته خپل اصلي موقعیت ته ولیږدول شي نو د چارج لوري چپ لوري ته بدلیږي، د بریښنایی ځواک د لوري برعکس ښي لوري ته. د مخالف لوري له امله، بریښنایی ځواک په مثبت چارج باندې منفي کار کوي. کله چې کیڼ لوري ته حرکت کوي، بریښنایی احتمالي انرژي زیاتیږي. په دې توګه، دا پایله کیدی شي چې د بریښنایی ځواک لخوا په چارج باندې ترسره شوی منفي کار د چارج بریښنایی احتمالي انرژي زیاتوي.

په همجنسي برقي ساحه کې منفي چارج

د مثبت چارج برعکس، منفي چارج اعظمي بریښنایی احتمالي انرژي لري کله چې دا د منفي چارج شوي پلیټ ته نږدې وي او لږترلږه بریښنایی احتمالي انرژي کله چې مثبت چارج شوي پلیټ ته نږدې وي. په طبیعي ډول، بریښنایی چارج له لوړ ظرفیت څخه ټیټ ظرفیت ته حرکت کوي، نو منفي چارج هم د منفي چارج شوي پلیټ څخه مثبت چارج شوي پلیټ ته حرکت کوي. د منفي چارج د بې ځایه کیدو سمت کیڼ اړخ ته دی، پداسې حال کې چې د بریښنایی ځواک سمت ښي اړخ ته دی ترڅو بریښنایی ځواک منفي کار وکړي. کله چې کیڼ اړخ ته حرکت کوي، د منفي چارج بریښنایی احتمالي انرژي کمیږي او لږترلږه ارزښت لري کله چې منفي چارج مثبت چارج شوي پلیټ ته نږدې راشي. دا پایله کیدی شي چې د بریښنایی ځواک لخوا ترسره شوی منفي کار د منفي چارج بریښنایی احتمالي انرژي کموي. بریښنایی احتمالي انرژي له لاسه نه ورکول کیږي مګر په حرکي انرژي بدلیږي کوم چې د مثبت چارج شوي پلیټ په لور حرکت کولو پرمهال د چارج سرعت زیاتولو سره مشخص کیږي.

په همجنسي برقي ساحه کې د برېښنا احتمالي انرژي

د چارج د بریښنایی احتمالي انرژي کله چې چارج په یو ځانګړي موقعیت کې وي، د هغې ارزښت نشي پیژندل کیدی. مګر که چیرې چارج له یو ځای څخه بل ځای ته حرکت وکړي، د چارج د بریښنایی احتمالي انرژۍ بدلون محاسبه کیدی شي. نو، هغه څه چې معنی لري د احتمالي انرژۍ بدلون دی. د بریښنایی احتمالي انرژۍ (ΔEP) بدلونونه هغه وخت پیژندل کیدی شي کله چې مثبت چارج د لوړ احتمالي (مثبت چارج شوي پلیټ) څخه ټیټ احتمالي (منفي چارج شوي پلیټ) ته حرکت وکړي.

د پرتله کولو لپاره، کله چې آم په خپل ډډ کې وي، آم د جاذبې احتمالي انرژي لري، مګر ارزښت یې نشي معلوم کیدی. که چیرې د آم میوه د جاذبې قوې له لارې ځمکې ته ګړندۍ شي، نو د آم د جاذبې احتمالي انرژي بدلون د فورمول W = ΔEP = mgh په کارولو سره د محاسبې له لارې پیژندل کیدی شي،

چیرې چې m = کتله، g = د جاذبې سرعت، h = د آم او د ځمکې د سطحې ترمنځ واټن.

په ورته ډول، د چارج د بریښنایی احتمالي انرژۍ بدلونونه هغه وخت پیژندل کیدی شي کله چې بریښنایی ځواک چارج له یوې نقطې څخه بلې نقطې ته ګړندی کوي. لکه څنګه چې مخکې تشریح شوي، که چیرې مثبت چارج د مثبت چارج شوي پلیټ څخه منفي چارج شوي پلیټ ته حرکت وکړي،

د بریښنایی احتمالي انرژۍ بدلون د فورمول W = ΔEP = q E d په کارولو سره محاسبه کیږي، چیرې چې q = بریښنایی چارج، E = بریښنایی ساحه او d = د یو ځای او بل ځای ترمنځ فاصله. په ورته ډول، که چیرې منفي چارج د منفي چارج شوي پلیټ څخه مثبت چارج شوي پلیټ ته حرکت وکړي، د منفي چارج د بریښنایی احتمالي انرژۍ زیاتوالی د فورمول W = ΔEP = q E d په کارولو سره محاسبه کیږي.

د دوه نقطو چارجونو بریښنایی احتمالي انرژي

د بریښنا احتمالي انرژۍ بدلونونه نه یوازې د یو همجنسي بریښنایی ساحې کې د چارج لخوا تجربه کیږي، بلکه د واحد بریښنایی چارج لخوا تولید شوي بریښنایی ساحه هم. فرض کړئ چې یو واحد چارج Q شتون لري چې بریښنایی ساحه تولیدوي او د q چارج د Q چارج څخه د r فاصله لري.

Q = برقي چارج چې د برېښنايي ساحې لامل کېږي

q = هغه برقي چارج چې د Q چارج لخوا تولید شوي برقي ساحه کې بې ځایه کیږي

d = r = د چارج q او چارج Q ترمنځ واټن.

که دواړه چارجونه یو شان نښه ولري، + یا -، نو دواړه چارجونه یو بل شاته کوي یا له یو بل څخه لرې ساتي ترڅو د احتمالي انرژۍ بدلونونه مثبت وي (د بریښنا احتمالي انرژي زیاتیږي). دا د یو ډله ایز شی په څیر دی چې د ځمکې څخه پورته حرکت کوي ترڅو د هغې لوړوالی او د جاذبې احتمالي انرژي زیاته شي. برعکس، که د دواړو چارجونو نښه یو شان نه وي، دوه چارجونه یو بل راښکته کوي یا یو بل ته نږدې کیږي ترڅو د احتمالي انرژۍ بدلون منفي وي (د بریښنا احتمالي انرژي کمه شوې ده). دا د یو ډله ایز شی په څیر دی چې د ځمکې سطحې ته نږدې ښکته حرکت کوي ترڅو د هغې لوړوالی او د جاذبې احتمالي انرژي کمه شي.

برقي قوه یوه محافظه کاره قوه ده، له همدې امله د چارج لارې بڼه د برېښنايي احتمالي انرژۍ په بدلونونو اغیزه نه کوي. هغه څه چې د برېښنايي احتمالي انرژۍ په بدلونونو باندې اغیزه کوي، د چارج لومړنی موقعیت او وروستی موقعیت دی.

په راتلونکې موضوع کې به د بریښنایی پوټینشن په اړه مطالعه وشي، فزیکي مقدارونه چې د بریښنایی پوټینشنل انرژي سره په کلکه تړاو لري.