أنا العالم كولوم "
درست القوى المتبادلة بين الشحن الكهربائية وجدت أن

$F \propto {q_1}{q_2}$

القوة الكهربائية تتناسب طرديا مع حاصل ضرب مقدار الشحنتين

$F \propto \frac{1}{{{r^2}}}$

القوة الكهربائية تتناسب عكسيا مع مربع البعد بين الشحنتين
وتتغير القوة الكهربائية بتغير الوسط
فتوصلت إلى ثابت كولوم الذي تتغير قيمتة بتغير الوسط
$k = 9.0 \times {10^9}\frac{{{\rm{N}}{{\rm{m}}^{\rm{2}}}}}{{{{\rm{C}}^{\rm{2}}}}}$
$k=1/4\pi\epsilon_0$. حيث أن $\epsilon_0 = 8.85\times{10^{ - 12}}\frac{{{{\rm{C}}^{\rm{2}}}}}{{{\rm{N}}{{\rm{m}}^{\rm{2}}}}}$

فتوصلت إلى العلاقة التالية

\[F = k\frac{{{q_1}{q_2}}}{{{r^2}}} \tag{1} \label{1}\]
في هذه المحاكاة سوف نتأكد من العلاقة بين مقدار القوة ومقدار الشحنتين ونتأكد من العلاقة بين مقدار القوة والبعد بين الشحنتين من خلال الضغط على الأيقونة الموجودة على اليمين الاولى تبين العلاقة مع البعد بين الشحنتين والأيقونة الموجودة في أسفل منها تبين العلاقة مع مقدار الشحنتين عليك أن تثبت في البداية مقدر الشحن وتغير البعد ولاحظ الخط البياني ثم ثبت البعد وغير مقدارأحد الشحن ( الشحنة الأولى ) ولاحظ الخط البياني ماذا تستنتج



معلومات مفيدة: القوة المتبادلة بين شحنتين

يوجد نوعين من القوة الكهربائية تجاذب وتنافر

قوة التجاذب تنشأ بين الشحن المختلفة

قوة التنافر تنشأ بين الشحن المتشابهه

لاحظ مهما كانت نوع القوة المتبادلة بين الشحنتين

فإن اتجاه القوة المتبادلة بين الشحنتين متعاكستين

ان مقدار القوة التي تؤثر بها الشحنةالأولى على الثانية تساوي مقدار القوة التي تؤثر بها الشحنة الثانية على الأولى و لكن تعاكسها في الاتجاه

F12 = -F21

لكل فعل رد فعل (قانون نيوتن الثالث )

مثال :1

شحنتين مختلفتين في النوع مقدار الأولى يعادل ضعف الثانية \[q_1=+2q ,q_2=-q\] إذا أثرت قوة كهربائية من الشحنة الأولى على الثانية \[F_{12}= 10 N \] نحو اليمين فإن القوة التي تؤثر بها الشحنة الثانية على الأولى تعادل

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

A

F₂₁=20 N نحو اليمين

B

F₂₁=20 N نحو اليسار

C

F₂₁=10 N نحو اليسار

D

F₂₁=10 N نحو اليمين

مثال :2

شحنتين لهما نفس المقدار كما في الشكل المسافة بينهما
0.2 m
فإذا كانت القوة الكهربائية المتبادلة بينهما تعادل
0.4 N
فإن مقدار كل من الشحنتين يعادل

أختر الإجابة الصحيحة

---

A

q₁=q₂= 1.7 ×10^-12C

B

q₁=q₂= 3.9 ×10^-6C

C

q₁=q₂= 1.3 ×10^-6C

D

q₁=q₂= 8.6 ×10^-12C

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

:تراكب القوى الكهربائية

في الشكل ادناه لدينا ثلاث شحن كهربائية

حدد اتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الاولى من الشحنة الثانية واكتب العلاقة المعبرة عنها
\[..........................................................\]

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

حدد اتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الاولى من الشحنة الثالثة واكتب العلاقة المعبرة عنها

\[..........................................................\]

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

لو كانت الثلاث شحن متساوية في المقدار ما هو اتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الأولى

\[..........................................................\]

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

تراكب القوة الكهربائية في هذه المحاكاة نضع أكثر من شحنتين بجوار بعضهما على استقامة واحدة ونحدد الفوة المؤثرة على أحد الشحن ونحدد اتجاه القوة

مثال محلول وضغت ثلالث شحنات نقطية على رؤةس مثلث قائم الزاوية كما في الشكل \[q_1= 2\;µc\;\;\;\;\;\;\;q_2=-3\;µc\;\;\;\;\;\;\;q_3=4\;µc\]والمسافة بين الشحنات تعادل \[r_{12}=0.3\;m\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; r_{13}=0.4\;m\] احسب القوة الكهربائية المؤثرة على الشحنة الأولى
الحل
\[Fe_{21}=K\frac {q_1.q_2}{r_{12}^2}=9×10^9×\frac {2×10^{-6}×3×10^{-6}}{0.3^2}=0.6 N \] \[Fe_{31}=K\frac {q_1.q_3}{r_{13}^2}=9×10^9×\frac {2×10^{-6}×4×10^{-6}}{0.2^2}=1.8 N \] \[F_{net}=\sqrt {F_{21}^2+F_{31}^2}=\sqrt {0.6^2+1.8^2}=1.9 N \] الاتجاه \[𝜃=tan^{-1}\frac {Fe_{21}}{Fe_{31}}=tan^{-1}\frac {0.6}{1.8}=18.4^0\]

القوة الكهربائية بين شحنتين

قانون كولوم

القوة الكهربائية بين شحنتين نقطيتين تتناسب طرديًا مع حاصل ضرب مقدار الشحنتين وعكسيًا مع مربع المسافة بينهما :

\[F=K.\frac{q_1.q_2}{r^2}\]

حيث:
k = ثابت كولوم ≈ 8.9875×10⁹ N·m²/C²

أنواع القوى الكهربائية

1. قوة تجاذب

تحدث عندما تكون الشحنتان مختلفتين في النوع (واحدة موجبة والأخرى سالبة)

مثال: تجاذب الإلكترونات للنواة في الذرة

2. قوة تنافر

تحدث عندما تكون الشحنتان متشابهتين في النوع (كلتاهما موجبتان أو سالبتان)

مثال: تنافر شحنتين على بالونين مشحونين بنفس النوع

خصائص هامة

• قوة متبادلة (تساوي في المقدار وتعاكس في الاتجاه)
• قوة مركزية (تقع على الخط الواصل بين الشحنتين)
• تقل شدتها بزيادة المسافة بين الشحنتين
• تعتمد على الوسط العازل بين الشحنتين

تطبيقات عملية

1. تصميم الدوائر الإلكترونية
2. عمل المكثفات الكهربائية
3. ظاهرة البرق
4. الطابعات الليزرية

ملاحظات هامة:

1. القوة تنافرية إذا كانت الشحنتين متشابهتين
2. القوة تجاذبية إذا كانت الشحنتين مختلفتين
3. وحدة القوة: نيوتن (N)
4. التأثير المتبادل وفق قانون نيوتن الثالث

القوة الكهربائية بين ثلاث شحنات على خط مستقيم

قانون كولوم:

القوة بين شحنتين: \[F=K.\frac{q_1.q_2}{r^2}\]

آلية تحديد القوة المحصلة:

1. حدد اتجاه القوة بين كل زوج (تنافر ←← أو تجاذب →←)
2. احسب مقدار القوة بين كل زوج باستخدام القانون
3. اجمع القوى بشكل متجهي حسب اتجاهها

جدول تحديد الاتجاه (للشحنة الوسطى):

ترتيب الشحنات	اتجاه القوة	مثال
(+ , + , +)	← إذا كانت أقرب لليسار، → إذا أقرب لليمين	Q1=+2C, Q2=+3C, Q3=+5C
(- , - , -)	→ إذا كانت أقرب لليسار، ← إذا أقرب لليمين	Q1=-4C, Q2=-1C, Q3=-3C
(+ , + , -)	← من اليسار (تنافر)، → من اليمين (تجاذب)	Q1=+5C, Q2=+2C, Q3=-6C
(- , + , +)	→ من اليسار (تجاذب)، ← من اليمين (تنافر)	Q1=-3C, Q2=+4C, Q3=+1C

ملاحظات:

• علامة الشحنة تحدد نوع القوة (تنافر/تجاذب)
• المسافة بين الشحنات تحدد شدة القوة
• اتجاه القوة المحصلة يُحدد بمقارنة شدتي القوتين

تحليل القوى الكهربائية في مثلث قائم

التركيب الهندسي:

ثلاث شحنات نقطية (q₁، q₂، q₃) موضوعة على:
- q₁ و q₂ عند الضلعين القصيرين
- q₃ عند الرأس القائم (الزاوية 90°)

قانون كولوم الأساسي:

\[F=K.\frac{q_1.q_2}{r^2}\]
حيث kₑ = 8.99×10⁹ N·m²/C²

خطوات حساب المحصلة على q₃:

1. احسب القوة بين q₁ و q₃ \[F_{12}=K.\frac{q_1.q_2}{a^2}\]
2. احسب القوة بين q₂ و q₃: \[F_{23}=K.\frac{q_2.q_3}{b^2}\]
3. حلل القوى إلى مركبات:
   • F₁₃ → مركبة أفقية (F₁₃x) ومركبة رأسية (F₁₃y)
   • F₂₃ → مركبة أفقية (F₂₃x) ومركبة رأسية (F₂₃y)
4. المحصلة الكلية:
   \[Fₜₒₜₐₗ_x = ΣFₓ\]
   \[Fₜₒₜₐₗ_y = ΣFᵧ\]

تحديد اتجاه المحصلة:

\[ θ = tan^{-1}\frac {(Fₜₒₜₐₗ_y )}{ (Fₜₒₜₐₗ_x)}\]

ملاحظات هامة:

• تأخذ إشارة الشحنات في الاعتبار (تجاذب/تنافر)
• المسافات تُحسب باستخدام نظرية فيثاغورث إذا لزم الأمر
• الاتجاه يعتمد على طبيعة الشحنات:

  نوع الشحنات	اتجاه القوة
  متماثلة	تنافر
  مختلفة	تجاذب

قوتين شحنتين ثلاث شحنات على خط مثلث قائم الزاوية

القوة بين شحنتين

الشحنة الأولى (كولوم):

الشحنة الثانية (كولوم):

المسافة (متر):

احسب القوة

ثلاث شحنات على خط مستقيم

الشحنة الهدف: الشحنة 1 الشحنة 2 الشحنة 3

الشحنة 1 (كولوم):

الشحنة 2 (كولوم):

الشحنة 3 (كولوم):

المسافة بين 1 و 2 (متر):

المسافة بين 2 و 3 (متر):

احسب القوة

مثلث قائم الزاوية

الشحنة عند الرأس القائم (كولوم):

الشحنة الأولى (كولوم):

الشحنة الثانية (كولوم):

طول الضلع الأول (متر):

طول الضلع الثاني (متر):

احسب القوة

:تطبيقات الكهرباء الساكنة
على الرغم من اعتبار الكهرباء الساكنة مصدر إزعاج في كثير من الأحيان،
إلا أنها لها تطبيقات عملية عديدة في مختلف الصناعات.
وتستفيد هذه التطبيقات من مبادئ الكهرباء الساكنة لتحقيق نتائج مفيدة.

المترسبات الكهروستاتيكية
تُستخدم أجهزة الترسيب الكهروستاتيكي لإزالة الجسيمات من الانبعاثات الصناعية.
من خلال تطبيق شحنة عالية الجهد على الجسيمات في تيار العادم، تتسبب هذه الأجهزة في شحن الجسيمات ثم التصاقها بألواح مشحونة بشكل معاكس،
مما يؤدي إلى إزالتها من الهواء بشكل فعال.

آلات النسخ والطابعات الليزرية
تعتمد آلات النسخ والطابعات الليزرية على الكهرباء الساكنة لنقل مسحوق الحبر الناعم إلى الورق.
يتم شحن الأسطوانة أو الحزام الموجود داخل الآلة بالكهرباء الساكنة، مما يجذب جزيئات مسحوق الحبر لتكوين صورة،
ثم يتم نقلها إلى الورق ودمجها باستخدام الحرارة

رش الطلاء

يستخدم طلاء الرش الكهروستاتيكي الكهرباء الساكنة لتحسين التصاق الطلاء وتقليل الرش الزائد.
من خلال شحن جزيئات الطلاء والجسم المراد طلائه بشحنات معاكسة،
ينجذب الطلاء إلى الجسم، مما يؤدي إلى طلاء أكثر توازناً وكفاءة.

 

"قوة التجاذب الكتلي بين جسمين

"\[F = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}} \]
والقوة الكهربائية المتبادلة بين شحنتين

\[F = k\frac{{{q_1}{q_2}}}{{{r^2}}} \]

السؤال ما هو وجه التشابه والإختلاف بين العلاقتين دون النتائج في الجدول

القوة الكهربائية	قوة التجاذب الكتلي	\[\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\]
\[1 - ................\] \[2 - .................\]	\[1 - ................\] \[2 - .................\]	التشابه
\[1 - ................\] \[2 - .................\]	\[1 - ................\] \[2 - .................\]	الإختلاف

نتائج مهمة

وجه التشابه

كلا القوتين تعتبر قوة مجالية

كلا القوتين تتناسب عكسيا مع مربع البعد

وجه الإختلاف

القوة الكهربائية لها نوعين تجاذب وتنافر أما قوة التجاذب الكتلي فقط تجاذذب

القوة الكهربائية أكبر بكثير من قوة التجاذب الكتلي

اكتب تعليقا واذا كان هناك خطأ اكتبه وحدد مكانه Write a comment, and if there is mistake, write and specify its location

No comments:

Post a Comment