Fa'ata'ita'iga o Fesili e Talanoaina ai le Malosiaga Eletise e Maua Mai
O le eletise o se ituaiga o malosiaga e taua tele i o tatou olaga i aso taitasi. O se tasi o manatu faavae i le fisiki eletise o le malosiaga Coulomb, lea e faamatalaina ai le fegalegaleaiga i le va o avega eletise. O le malamalama i le malosiaga eletise e mafua mai ai e taua tele i le tele o galuega, mai tekinolosi faaeletonika i le malamalama i mea tutupu i le atulaulau. O loo mulimuli mai se talanoaga loloto o faataitaiga o faafitauli ma le auala e fuafua ai le malosiaga eletise e mafua mai ai.
Folasaga i le Manatu o le Malosiaga Coulomb
A o le’i oo atu i le fa’ata’ita’iga o le fa’afitauli, se’i o tatou toe iloilo le tulafono a Coulomb. O le tulafono a Coulomb e fa’apea mai o le malosi eletise i le va o ni moli e lua e tutusa ma le fua o lo la’ua tetele ma e fa’afeagai ma le sikuea o le mamao i le va o la’ua. I le fa’amatematika, o le malosi Coulomb \( F \) e mafai ona fa’aalia e pei o:
\[ F = k_e \frac{|q_1 q_2|}{r^2} \]
O fea:
– \( F \) o le telē lea o le malosiaga eletise.
– \( k_e \) o le tumau a Coulomb, \( k_e \approx 8,99 \times 10^9 \, \text{Nm}^2/\text{C}^2 \).
– \( q_1 \) ma le \( q_2 \) o le telē lea o moliaga.
– \( r \) o le mamao i le va o moli.
Fesili Fa'ata'ita'i ma Talanoaga
Fesili 1: Moliaga e lua i se laina sa'o
E lua ni moligao fa'apitoa \( q_1 = 4 \mu C \) ma le \( q_2 = -3 \mu C \) o lo'o i le mamao e 3 cm le tasi mai le isi. Fuafua le tele ma le itu o le malosi o le Coulomb i le va o nei moligao e lua.
Talanoaga:
O le laasaga muamua o le liua lea o le totogi ma le mamao i iunite SI:
– \( q_1 = 4 \times 10^{-6} C \)
– \( q_2 = -3 \times 10^{-6} C \)
– \( r = 3 \times 10^{-2} m \)
Fa'aaogaina o le fua fa'atatau o le tulafono a Coulomb:
\[ F = k_e \frac{|q_1 q_2|}{r^2} \]
Suitulaga tau ua iloa:
\[ F = (8,99 \times 10^9) \frac{(4 \times 10^{-6})(3 \times 10^{-6})}{(3 \times 10^{-2})^2} \]
Fuafua le tele o le malosi:
\[ F = (8,99 \times 10^9) \frac{12 \times 10^{-12}}{9 \times 10^{-4}} \]
\[ F = (8,99 \times 10^9) \times (1,33 \times 10^{-8}) \]
\[ F = 1,197 \times 10^2 \]
\[ F = 119,7 \, N \]
Itu o le malosi: Talu ai o le \( q_1 \) e lelei ma le \( q_2 \) e leaga, o le malosi e tosina. O lea la, o le malosi i luga o le \( q_1 \) e faasaga agai i le \( q_2 \) ma le faafeagai.
Fesili 2: Tolu Totogi i totonu o se Tafatolu e tutusa itu
E tolu moli, o moli ta'itasi \( q = 2 \mu C \), ua tu'u i le pito i luga o se tafatolu tutusa ma ona itu e 5 cm le umi. Fa'atatau le malosi e mafua mai i moli ta'itasi.
Talanoaga:
Liliu le avega ma le mamao i iunite SI:
– \( q = 2 \times 10^{-6} C \)
– \( r = 5 \times 10^{-2} m \)
Malosiaga i le va o moliaga e lua:
\[ F = k_e \frac{q^2}{r^2} \]
Suitulaga tau ua iloa:
\[ F = (8,99 \times 10^9) \frac{(2 \times 10^{-6})^2}{(5 \times 10^{-2})^2} \]
\[ F = (8,99 \times 10^9) \frac{4 \times 10^{-12}}{25 \times 10^{-4}} \]
\[ F = (8,99 \times 10^9) \times (1,6 \times 10^{-10}) \]
\[ F = 1,4384 N \]
O lenei malosiaga e galue i paga taʻitasi o moliaga i le tafatolu. Ina ia maua le malosiaga e mafua mai i moliaga taʻitasi, e tatau ona iloiloina le malosi o malosiaga e lua o loʻo galue i moliaga taʻitasi i itu faʻatulagaina ma faʻalava o le tafatolu.
Faapea o le avega i le \( A \) e maua ai malosiaga mai \( B \) ma le \( C \):
– O le malosi mai \( B \) i \( A \) e \( F_{AB} = 1,4384 \, N \).
– O le malosi mai \( C \) i \( A \) e \( F_{AC} = 1,4384 \, N \).
Talu ai o nei malosiaga e lua e fausia ai se tulimanu e 60° le tasi ma le isi (ona o le tafatolu tutusa), e mafai ona tatou faʻaaogaina le auʻiliʻiliga o vaega vector e suʻe ai le taunuuga.
Vaega o le malosi i luga o le x-axis ma le y-axis:
\[ F__{Ax} = F_{AB} \cos 30^\circ + F_{AC} \cos 30^\circ \]
\[ F_{Ay} = F_{AB} \sala 30^\circ – F_{AC} \sala 30^\circ \]
Peita'i, ona o malosiaga uma e lua e tutusa ma tutusa lelei i itu uma e lua, o vaega uma o le y o le a faaleaogaina ma o le mea moni, o le avega \( A \) e na'o le malosiaga faalava e galue i le vaeluaga e a'afia ai.\
\[
F_{Ax} = 2F_{AB} \cos 30^\circ \\
= 2(1,4384 \ N \cdot \ 0,866) \\
= 2 \cdot 1.2467 \\
= 2.4934N
]
O le malosiaga eletise lea e mafua mai i se tasi o moliaga o le \( F = 2.4934 N.
I'uga
O le fuafuaina o le malosiaga eletise e mafua mai i se faiga o moliaga fa'apitoa e mana'omia ai se malamalamaga mae'ae'a i le tulafono a Coulomb ma le mafai ona vaevaeina le vector o le malosiaga i ona vaega. I tulaga faigata e tolu pe sili atu moliaga, o le su'esu'ega vector e masani lava o se meafaigaluega taua mo le mauaina o taunu'uga sa'o. E ala i fa'afitauli fa'atino e pei o nei, e mafai ona tatou malamalama ma fa'aoga lelei manatu o le fisiki.
