Nínú àpilẹ̀kọ nípa agbara ina dan awọn iru idiyele itanna A ṣàlàyé pé bí agbára iná mànàmáná ṣe ń lé ara wọn jáde nígbà tí kò dà bí agbára iná mànàmáná tí ń fà ara wọn mọ́ra. Ní ọ̀rọ̀ mìíràn, àwọn ohun tí a ti gba agbára rere máa ń fa àwọn ohun tí a ti gba agbára rere, àwọn ohun tí a ti gba agbára rere máa ń lé àwọn ohun tí a ti gba agbára rere jáde, àti àwọn ohun tí a ti gba agbára òdì máa ń lé àwọn ohun tí a ti gba agbára òdì jáde. Ìṣẹ̀lẹ̀ yìí fi hàn pé agbára iná mànàmáná kan ń ṣiṣẹ́ lórí àwọn ohun tí a ti gba agbára rere àti àwọn ohun tí a ti gba agbára òdì. Àwọn kókó wo ló ń nípa lórí bí agbára iná mànàmáná ṣe pọ̀ tó láàárín àwọn ohun tí a ti gba agbára iná mànàmáná?
Onímọ̀ nípa ìmọ̀-ẹ̀rọ ará Faransé Charles Coulomb (1736–1806) ṣe àwọn àyẹ̀wò kan ní àwọn ọdún 1780 láti ṣe ìwádìí lórí àwọn ohun tó ń darí agbára iná mànàmáná láàárín àwọn ohun tí a fi agbára iná mànàmáná ṣe. Ẹ̀rọ tí Coulomb lò jọ èyí tí Cavendish lò láti ṣe ìwádìí lórí agbára ìfàmọ́ra, tí a ń pè ní ìwọ́ntúnwọ̀nsì torsion. Coulomb ṣe ìwádìí nípa agbára iná mànàmáná, nítorí náà ó lo àwọn bọ́ọ̀lù irin méjì tí a fi agbára iná mànàmáná ṣe, nígbà tí Cavendish ṣe ìwádìí nípa agbára ìfàmọ́ra, nítorí náà ó lo àwọn bọ́ọ̀lù méjì tí kò ní agbára iná mànàmáná tí a fi agbára iná mànàmáná ṣe.
Bawo ni iwọn iyipo ṣe n ṣiṣẹ
Bí ìwọ̀n torque ṣe ń ṣiṣẹ́ ní í ṣe pẹ̀lú kókó ọ̀rọ̀ náà iyipo tabi akoko agbara nínú orí awọn iṣipopada iyipo.
Ààyè tó wà nínú ìwọ̀n ìyípadà torsion jẹ́ vacuum láti dènà agbára iná mànàmáná lórí bọ́ọ̀lù líle láti má ṣe gbéra sí afẹ́fẹ́. Ìpinnu iye agbára iná mànàmáná lórí bọ́ọ̀lù líle ni a ṣe nípa lílo ọ̀nà yìí. Ní àkọ́kọ́, a máa ń fi agbára iná mànàmáná ṣe bọ́ọ̀lù líle A nípasẹ̀ ìfàmọ́ra tàbí ìfọ́. Bọ́ọ̀lù líle A tí a ti fi agbára iná mànàmáná ṣe ni a so mọ́ bọ́ọ̀lù líle B tí ó ṣì jẹ́ aláìdádúró nípa lílo olùdarí iná mànàmáná títí tí agbára iná mànàmáná ti bọ́ọ̀lù líle A yóò fi pín pẹ̀lú bọ́ọ̀lù líle B. Tí iye agbára iná mànàmáná ti bọ́ọ̀lù líle A bá jẹ́ ½, iye agbára iná mànàmáná ti bọ́ọ̀lù líle B bá jẹ́ ½. Lẹ́yìn náà, a máa ń so bọ́ọ̀lù líle B àti bọ́ọ̀lù líle C pọ̀ mọ́ olùdarí iná mànàmáná títí tí agbára iná mànàmáná ti bọ́ọ̀lù líle B yóò fi pín pẹ̀lú bọ́ọ̀lù líle C. Tí iye agbára iná mànàmáná ti bọ́ọ̀lù líle B bá jẹ́ ¼, iye agbára iná mànàmáná ti bọ́ọ̀lù líle C bá jẹ́ ¼. A máa ń rí iye agbára iná mànàmáná àti irú agbára iná mànàmáná ti bọ́ọ̀lù líle 1 àti bọ́ọ̀lù líle 2 ní ọ̀nà yìí.
A fi agbára iná mànàmáná bò Sphere líle 1 àti Sphere líle 2 kí àwọn Sphere líle méjèèjì lè máa sá fún ara wọn bí àwọn Sphere méjèèjì bá ní agbára iná mànàmáná kan náà tàbí kí wọ́n fà ara wọn mọ́ra bí àwọn Sphere méjèèjì bá ní agbára iná mànàmáná tó yàtọ̀ síra. Wíwà agbára tó fani mọ́ra tàbí tó ń kóni nírìíra láàárín àwọn Sphere líle méjì tí iná mànàmáná bò mú kí Sphere líle 2 yípo. A wọn igun ìrìn àjò Sphere líle 2 láti mọ agbára iná mànàmáná tó ń ṣiṣẹ́ lórí àwọn Sphere líle méjì náà.
Awọn okunfa ti o ni ipa lori agbara ina
Láti inú àwọn àyẹ̀wò tí a ṣe nípa lílo ìwọ̀n ìyípadà torsion, Coulomb ṣàwárí ọ̀pọ̀lọpọ̀ nǹkan.
– Nínú ìdánwò yìí, ìjìnnà láàrín àwọn bọ́ọ̀lù líle méjì náà máa ń jẹ́ dọ́gba nígbà gbogbo. Nígbà tí iye agbára iná mànàmáná lórí bọ́ọ̀lù líle 1 bá jẹ́ 1 àti iye agbára iná mànàmáná lórí bọ́ọ̀lù líle 2 jẹ́ 1, nígbà náà agbára iná mànàmáná tí ó ń ṣiṣẹ́ lórí àwọn bọ́ọ̀lù líle méjèèjì jẹ́ 1. Nígbà tí iye agbára iná mànàmáná lórí bọ́ọ̀lù líle 1 bá jẹ́ 2 àti iye agbára iná mànàmáná lórí bọ́ọ̀lù líle 2 jẹ́ 2, nígbà náà agbára iná mànàmáná tí ó ń ṣiṣẹ́ lórí àwọn bọ́ọ̀lù líle méjèèjì jẹ́ 4. Coulomb parí èrò sí pé ìwọ̀n agbára iná mànàmáná tí ó ń ṣiṣẹ́ lórí àwọn bọ́ọ̀lù líle méjèèjì jẹ́ dọ́gba pẹ̀lú iye agbára lórí àwọn bọ́ọ̀lù líle méjèèjì (F ≈ q1 q2).
– Nínú ìdánwò yìí, iye agbára tí ó wà lórí àwọn bọ́ọ̀lù líle méjèèjì jẹ́ dọ́gba nígbà gbogbo. Tí àyè tí ó wà láàárín àwọn bọ́ọ̀lù líle méjèèjì bá jẹ́ 1, agbára iná mànàmáná tí ó ń ṣiṣẹ́ lórí àwọn bọ́ọ̀lù líle méjèèjì jẹ́ 1. Tí àyè tí ó wà láàárín àwọn bọ́ọ̀lù líle méjèèjì bá jẹ́ 2, agbára iná mànàmáná tí ó ń ṣiṣẹ́ lórí àwọn bọ́ọ̀lù líle méjèèjì jẹ́ ¼. Coulomb parí èrò sí pé ìwọ̀n agbára iná mànàmáná tí ó ń ṣiṣẹ́ lórí àwọn bọ́ọ̀lù líle méjèèjì jẹ́ ¼ ní ìdàkejì sí onígun mẹ́rin ti àyè náà (F ≈ 1 / r2)
Òfin Coulomb
Òfin Coulomb jẹ́ òfin fisiksi tó ṣàlàyé ìbáṣepọ̀ láàrín agbára iná mànàmáná, agbára iná mànàmáná, àti ìyàtọ̀ láàrín agbára. A gbé òfin yìí kalẹ̀ ní ìbámu pẹ̀lú àwọn ìwádìí Coulomb, gẹ́gẹ́ bí a ti ṣàlàyé rẹ̀ nínú àpilẹ̀kọ tó ṣáájú.
Òfin Coulomb sọ pé ìwọ̀n agbára tí pàǹtí tí a fi iná mànàmáná ṣe lórí pàǹtí tí a fi iná mànàmáná ṣe lórí pàǹtí tí a fi iná mànàmáná ṣe lórí tààrà sí àbájáde àpapọ̀ àwọn pàǹtí tí a fi iná mànàmáná ṣe, ó sì ní ìwọ̀n òdìkejì sí onígun mẹ́rin ti ìjìnnà láàárín àwọn pàǹtí tí a fi iná mànàmáná ṣe. Agbára yìí ń ṣiṣẹ́ ní ìlà títọ́ tí ó so àwọn pàǹtí tí a fi iná mànàmáná ṣe. Agbára iná mànàmáná máa ń kóni níjàánu bí agbára iná mànàmáná ti àwọn pàǹtí méjì bá jọra tí agbára iná mànàmáná sì máa ń fà mọ́ra bí agbára iná mànàmáná ti àwọn pàǹtí méjì kò bá jọra.
A le fi ofin Coulomb han ninu idogba mathematiki:
Àpèjúwe fọ́ọ̀mù:
F12 = agbara ina laarin patiku 1 ati patiku 2
q1 = iye awọn idiyele patiku 1
q2 = iye awọn agbara ina ti awọn patikulu 2
r12 = ijinna laarin patiku 1 ati patiku 2
(ka: epsilon odo) = 8,854 x 10-12 C2/Nm2
k = (Ìdúróṣinṣin ti Coulomb) = 9 x 109 Nm2/C2
F21 ni agbara ti idiyele q n lo2 ni idiyele q1, nígbàtí F12 ni agbara ti idiyele q n lo1 ni idiyele q2. F21 àti F12 kọ ara wọn sílẹ̀ nígbà tí ìdíyelé bá jẹ́ q1 àti q2 jọra wọn, wọ́n sì máa ń fa ara wọn mọ́ra nígbà tí owó náà bá jẹ́ q1 àti q2 kì í ṣe irú kan náà.
F21 àti F12 ní ìníyelórí kan náà, ìtọ́sọ́nà òdìkejì, wọ́n sì ń ṣiṣẹ́ lórí àwọn ohun tó yàtọ̀ síra, nítorí náà, àwọn agbára méjèèjì yìí jẹ́ méjì-méjì agbára ìgbésẹ̀-ìṣe.
