Ina mọnamọna ti ko ni iduro jẹ koko pataki ninu fisiksi kilasi kejila. O n sọrọ nipa awọn iṣẹlẹ ti o ni ibatan si awọn idiyele ina ni isinmi tabi ni išipopada. Lílóye awọn imọran ipilẹ, ofin Coulomb, ati awọn aaye ina ṣe pataki fun yanju awọn iṣoro oriṣiriṣi ti o ni ibatan si ina mọnamọna ti ko ni iduro. Ninu nkan yii, a yoo jiroro awọn apẹẹrẹ pupọ ti awọn iṣoro ina mọnamọna ti ko ni iduro ti o maa n han nigbagbogbo ninu awọn idanwo kilasi kejila, pẹlu awọn ojutu wọn.
Àwọn Ìpìlẹ̀ Ìlànà Ìmọ́lẹ̀ Agbára Tí Ó Ń Dídúró
Ina mọnamọna ti ko duro jẹ abajade aiṣedeede awọn idiyele ina lori oju ohun kan. Agbara yii le gbe lati ohun kan si omiran nipasẹ awọn ilana bii friction, conduction, ati induction.
– Òfin Coulomb: Òfin yìí ṣàlàyé agbára ìfàmọ́ra tàbí ìfàmọ́ra láàrín àwọn agbára iná mànàmáná méjì. Fọ́múlá fún òfin Coulomb ni:
\[
F = k \frac{{|q_1 q_2|}}{{r^2}}
\]
Mo ṣe é:
– \( F \) ni agbara laarin awọn idiyele (Newton).
– \( k \) jẹ́ àìdúróṣinṣin ti Coulomb (\( 8.99 \times 10^9 \, \text{N m}^2/\text{C}^2 \)).
– \( q_1 \) àti \( q_2 \) ni ìwọ̀n àwọn ìdíyelé (Coulombs).
– \( r \) ni ijinna laarin awọn idiyele meji (awọn mita).
– Pápá Iná: Pápá iná ni ààyè tó yí agbára iná mànàmáná ká níbi tí àwọn agbára mìíràn ti lè rí agbára iná mànàmáná. Pápá ináná \( E \) ní ìjìnnà \( r \) sí agbára \( Q \) ni:
\[
E = k \frac{Q}{r^2}
\]
Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè àti Ìjíròrò
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 1: Coulomb Force
Ìbéèrè:
Àwọn agbára iná mànàmáná méjì ti \( 2 \times 10^{-6} \, \text{C} \) àti \( -3 \times 10^{-6} \, \text{C} \) wà ní ìjìnnà 0,1 mítà. Ṣírò agbára Coulomb láàrín àwọn agbára méjèèjì.
Ojutu:
Lo agbekalẹ ofin Coulomb:
\[
F = k \frac{{|q_1 q_2|}}{{r^2}}
\]
Rọpo awọn iye ti a mọ:
\[
F = 8.99 \igba 10^9 \, \ọ̀rọ̀{N m}^2/\ọ̀rọ̀{C}^2 \igba \frac{{(2 \igba 10^{-6} \, \ọ̀rọ̀{C})(3 \ìgbà 10^{-6} \, \ọ̀rọ̀{C})}}{{(0,1 \, \ọ̀rọ̀{m})^2}}
\]
\[
F = 8.99 \igba 10^9 \igba \frac{6 \igba 10^{-12}}{0,01}
\]
\[
F = 8.99 \igba 10^9 \ìgbà 6 \ìgbà 10^{-10}
\]
\[
F = 53,94 \igba 10^{-1} \, \ọ̀rọ̀{N}
\]
\[
F = 5,394 \, \ọ̀rọ̀{N}
\]
Nítorí náà, agbára Coulomb láàárín àwọn ìdíyelé méjèèjì jẹ́ 5,394 N.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 2: Pápá Iná mànàmáná nípa lílo Point Charge
Ìbéèrè:
Ṣírò pápá iná mànàmáná ní ìjìnnà 0,05 mítà láti inú agbára ìgbóná \( 4 \nígbà 10^{-6} \, \text{C} \).
Ojutu:
Lo agbekalẹ aaye ina:
\[
E = k \frac{Q}{r^2}
\]
Rọpo awọn iye ti a mọ:
\[
E = 8.99 \igba 10^9 \, \ọ̀rọ̀{N m}^2/\ọ̀rọ̀{C}^2 \igba \frac{4 \igba 10^{-6} \, \ọ̀rọ̀{C}}{(0,05 \, \ọ̀rọ̀{m})^2}
\]
\[
E = 8.99 \igba 10^9 \igba \frac{4 \ìgbà 10^{-6}}{0,0025}
\]
\[
E = 8.99 \igba 10^9 \ìgbà 1,6 \ìgbà 10^{-3}
\]
\[
E = 14,384 \igba 10^6 \, \ọrọ{N/C}
\]
\[
E = 1,4384 \igba 10^7 \, \ọrọ{N/C}
\]
Nítorí náà, pápá iná mànàmáná ní ìjìnnà 0,05 mítà sí ibùdó agbára náà jẹ́ \( 1,4384 \times 10^7 \, \text{N/C} \).
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 3: Agbára Iná Mọ̀nàmọ́ná
Ìbéèrè:
A gbé agbára ìgbóná tí ó jẹ́ \( 5 \times 10^{-6} \, \text{C} \) sí ibi kan pàtó. Ṣírò agbára ìgbóná tí ó wà ní ìjìnnà 0,2 mítà sí agbára ìgbóná náà.
Ojutu:
Lo agbekalẹ agbara ina:
\[
V = k \frac{Q}{r}
\]
Rọpo awọn iye ti a mọ:
\[
V = 8.99 \igba 10^9 \, \ọ̀rọ̀{N m}^2/\ọ̀rọ̀{C}^2 \igba \frac{5 \igba 10^{-6} \, \ọ̀rọ̀{C}}{0,2 \, \ọ̀rọ̀{m}}
\]
\[
V = 8.99 \igba 10^9 \ìgbà 25 \ìgbà 10^{-6}
\]
\[
V = 224,75 \igba 10^3 \, \ọ̀rọ̀{V}
\]
\[
V = 2,2475 \igba 10^5 \, \ọ̀rọ̀{V}
\]
Nítorí náà, agbára iná mànàmáná ní ìjìnnà 0,2 mítà sí ibùdó agbára náà jẹ́ \( 2,2475 \times 10^5 \, \text{V} \).
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 4: Agbára Agbára Mọ̀nàmọ́ná
Ìbéèrè:
Àwọn ìgbówó méjì ti \( 3 \times 10^{-6} \, \text{C} \) àti \( -2 \times 10^{-6} \, \text{C} \) wà ní ìjìnnà 0,1 mítà. Ṣírò agbára agbára iná mànàmáná ti ètò náà.
Ojutu:
Lo agbekalẹ agbara agbara ina:
\[
U = k \frac{q_1 q_2}{r}
\]
Rọpo awọn iye ti a mọ:
\[
U = 8.99 \igba 10^9 \, \ọ̀rọ̀{N m}^2/\ọ̀rọ̀{C}^2 \igba \frac{(3 \igba 10^{-6} \, \ọ̀rọ̀{C})(-2 \igba 10^{-6} \, \ọ̀rọ̀{C})}{0,1 \, \ọ̀rọ̀{m}}
\]
\[
U = 8.99 \igba 10^9 \igba \frac{-6 \igba 10^{-12}}{0,1}
\]
\[
U = -5,394 \igba 10^{-1} \, \ọ̀rọ̀{J}
\]
\[
U = -0,5394 \, \ọ̀rọ̀{J}
\]
Nítorí náà, agbára agbára iná mànàmáná ti ètò náà jẹ́ -0,5394 J.
Ipari
Lílóye iná mànàmáná tí kì í ṣe àrà ọ̀tọ̀ àti lílo àwọn èrò ìpìlẹ̀ bí òfin Coulomb, àwọn pápá iná mànàmáná, agbára iná mànàmáná, àti agbára agbára iná mànàmáná ṣe pàtàkì nínú fisiksi ìpele 12. Nípa kíkẹ́kọ̀ọ́ àwọn àpẹẹrẹ ìṣòro tí a mẹ́nu kàn lókè yìí, a retí pé kí àwọn akẹ́kọ̀ọ́ ní òye tó dára jù nípa àwọn èrò wọ̀nyí kí wọ́n sì lè lò wọ́n ní onírúurú ipò. Àwọn ìṣòro wọ̀nyí tún ń ran àwọn akẹ́kọ̀ọ́ lọ́wọ́ láti múra sílẹ̀ fún àwọn ìdánwò àti ìpèníjà tí ó díjú jùlọ ní ọjọ́ iwájú.
Ṣíṣe àṣàrò lórí onírúurú ìṣòro iná mànàmáná yóò mú kí òye èrò rẹ lágbára sí i, yóò sì mú kí àwọn ọgbọ́n rẹ láti yanjú ìṣòro sunwọ̀n sí i. Rí i dájú pé o lóye àwọn ìpìlẹ̀ ìmọ̀-ẹ̀rọ kí o tó ṣiṣẹ́ lórí àwọn ìṣòro, nítorí pé òye tó dájú yóò ràn ọ́ lọ́wọ́ láti yanjú àwọn ìṣòro lọ́nà tó dára àti lọ́nà tó péye.
