Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè Tí Ó Ń Jíròrò Mọ̀nàmọ́ná Tí Ó Ń Dára Mọ́ná mànàmáná
Pendahuluan
Ina mọnamọna ti ko ni iduro jẹ ohun ti ara ti a maa n pade nigbagbogbo ninu igbesi aye wa ojoojumọ. Lati iriri gbigba ina mọnamọna kekere nigbati a ba fi ọwọ kan ẹnu-ọna ilẹkun si ipa ti irun ti o duro ni opin nigbati a ba n fi comb ṣiṣu ṣe, gbogbo nkan le ṣee ṣalaye nipasẹ awọn ilana ina mọnamọna ti ko ni iduro. Nkan yii yoo jiroro awọn apẹẹrẹ pupọ ti awọn iṣoro ina mọnamọna ti ko ni iduro, ṣafihan awọn imọran ipilẹ ati lilo awọn ofin ti o wulo.
Lílóye Iná Mànàmáná Tó Ń Rí sí I
Ina mọnamọna ti ko duro ni ikojopo agbara ina lori oju ohun kan. Eyi waye nitori gbigbe awọn elekitironi lati ohun kan si omiran, eyiti o maa n fa nipasẹ ija, gẹgẹbi nigbati a ba fi balloon pa irun. Agbara ti o dide lati inu agbara ina yii ni ofin Coulomb n ṣakoso.
Òfin Coulomb sọ pé agbára láàárín àwọn ohun méjì tí a ti gba agbára jẹ́ ìwọ̀n ìtóbi àwọn ìdíyelé kọ̀ọ̀kan àti pé ó ní ìbámu pẹ̀lú onígun mẹ́rin ti ìjìnnà láàrín wọn. Fọ́múlá ìṣirò fún òfin yìí ni:
\[ F = k \frac{{|q_1 q_2|}}{{r^2}} \]
Nibo:
– \( F \) ni agbara laarin awọn idiyele meji,
– \( k \) ni Coulomb constant (\( 8.99 \times 10^9 \, N \cdot m^2 / C^2 \)),
– \( q_1 \) àti \( q_2 \) ni ìwọ̀n agbára iná mànàmáná, àti
– \( r \) ni ijinna laarin awọn idiyele meji.
Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè àti Ìjíròrò
Ìbéèrè 1: Ṣíṣírò Agbára Iná Mọ̀nàmọ́ná Coulomb
Àwọn ìdíyelé méjì ti iwọ̀n \( 5 \, \mu C \) àti \( -3 \, \mu C \) ni a gbé sí ìjìnnà 20 cm. Ṣírò agbára iná mànàmáná láàárín àwọn ìdíyelé méjèèjì!
Ìjíròrò:
Àkọ́kọ́, yí àwọn ẹ̀rọ agbára àti ìjìnnà padà sí ètò àgbáyé (SI):
– \( q_1 = 5 \, \mu C = 5 \igba 10^{-6} \, C \)
– \( q_2 = -3 \, \mu C = -3 \igba 10^{-6} \, C \)
– \( r = 20 \, cm = 0.2 \, m \)
Lo òfin Coulomb láti ṣírò agbára náà:
\[ F = k \frac{{|q_1 q_2|}}{{r^2}} \]
Rọpo awọn iye ti a mọ:
\[ F = \left( 8.99 \times 10^9 \frac{N \cdot m^2}{C^2} \right) \frac{{|5 \times 10^{-6} \, C \times (-3 \times 10^{-6} \, C)|}}{{(0.2 \, m)^2}} \]
\[ F = \left( 8.99 \times 10^9 \right) \frac{{15 \times 10^{-12}}}{{0.04}} \]
\[ F = \left( 8.99 \times 10^9 \right) \times 3.75 \times 10^{-10} \]
\[ F = 3.37 \, N \]
Agbára láàárín àwọn ìdíje méjèèjì jẹ́ 3.37 N àti níwọ̀n ìgbà tí ọ̀kan lára àwọn ìdíje náà jẹ́ òdì, agbára yìí fani mọ́ra.
Ìbéèrè 2: Àbájáde Ìjìnnà lórí Agbára Coulomb
A gbé àwọn ìdíyelé méjì \( +4 \, \mu C \) àti \( +6 \, \mu C \) sí ìjìnnà 0.1 m. Tí a bá gbé ìjìnnà láàrín àwọn ìdíyelé méjèèjì sí 0.2 m, pinnu bí agbára Coulomb ṣe ń yípadà!
Ìjíròrò:
Àkọ́kọ́, ṣírò agbára ní ìjìnnà àkọ́kọ́ \( 0.1\, m \):
– \( q_1 = 4 \, \mu C = 4 \igba 10^{-6} \, C \)
– \( q_2 = 6 \, \mu C = 6 \igba 10^{-6} \, C \)
– \( r_1 = 0.1 \, m \)
\[ F_1 = k \frac{{|q_1 q_2|}}{{r_1^2}} \]
Rọpo awọn iye ti a mọ:
\[ F_1 = \osi( 8.99 \igba 10^9 \ọtun) \frac{{24 \igba 10^{-12}}}{{(0.1)^2}} \]
\[ F_1 = \osi( 8.99 \igba 10^9 \ọtun) \igba 2.4 \igba 10^{-10} \]
\[ F_1 = 2.1576 \, N \]
Nisinsinyi, ṣe iṣirò agbara ni ijinna tuntun \( 0.2 \, m \):
– \( r_2 = 0.2 \, m \)
\[ F_2 = k \frac{{|q_1 q_2|}}{{r_2^2}} \]
\[ F_2 = \osi( 8.99 \igba 10^9 \ọtun) \frac{{24 \igba 10^{-12}}}{{(0.2)^2}} \]
\[ F_2 = \osi( 8.99 \igba 10^9 \ọtun) \igba 6 \igba 10^{-11} \]
\[ F_2 = 0.5394 \, N \]
Nítorí náà, nígbà tí a bá mú kí àlàfo láàárín àwọn ìdíyelé méjèèjì pọ̀ sí i láti 0.1 m sí 0.2 m, agbára Coulomb dínkù láti 2.1576 N sí 0.5394 N.
Iṣoro 3: Iṣẹ́ Gbigbe Ẹrù
A máa ń gbé agbára ìgbóná \( q = 2 \, \mu C \) láti ojú ìwé A sí ojú ìwé B nínú pápá iná mànàmáná pẹ̀lú agbára \( V_A = 100 \, V \) àti \( V_B = 40 \, V \). Iṣẹ́ wo ni a ṣe láti gbé agbára ìgbóná náà?
Ìjíròrò:
Iṣẹ́ tí a ṣe láti gbé ẹ̀rọ agbára ní pápá iná mànàmáná ni a lè ṣe ìṣirò nípa lílo àgbékalẹ̀ náà:
\[ W = q (V_A – V_B) \]
Rọpo awọn iye ti a mọ:
– \( q = 2 \, \mu C = 2 \nígbà 10^{-6} \, C \)
– \( V_A = 100 \, V \)
– \( V_B = 40 \, V \)
\[ W = (Ìgbà méjì 10^{-6} \, C) (100 \, V – 40 \, V) \]
\[ W = (2 \igba 10^{-6} \, C) \ìgbà 60 \, V \]
\[ W = 1.2 \igba 10^{-4} \, J \]
Nítorí náà, iṣẹ́ tí a ṣe láti gbé agbára ìṣiṣẹ́ náà ni \( 1.2 \times 10^{-4} \, J \).
Ipari
Ina mọnamọna ti ko ni iduro jẹ ohun iyalẹnu ti o maa n ṣe ipa ninu awọn ipo ojoojumọ oriṣiriṣi. Lílóye awọn imọran ipilẹ gẹgẹbi ofin Coulomb ati awọn ilana ti awọn aaye ina mọnamọna ṣe pataki fun itupalẹ ati yanju awọn iṣoro ti o jọmọ. Nipasẹ awọn apẹẹrẹ ti a jiroro, a le lo awọn imọran fisiksi lati loye awọn ibaraenisepo laarin awọn idiyele ina ati iwọn awọn agbara ti n ṣiṣẹ laarin wọn. Pẹlu oye ti o lagbara, a le mọriri ati ṣakoso iṣẹlẹ ina mọnamọna ti ko ni iduro ni igbesi aye ojoojumọ.
