Physics
📄 اطبع pdf
00971504825082
القوى الكهروستاتيكية الجزء الثاني
: قانون كولوم
درس العام كولوم القوى المتبادلة بين الشحن الكهربائية
درس العلاقة بين القوة الكهربائية ومقاد كل من الشحنتين بثبات المسافة بين الشحنتين
كما في التجربة الأولى
ثم درس العلاقة بين القوة الكهربائية والمسافة بين الشحنتين بثبات مقدار الشحنتين
كما في التجربة الثانية
محاكاة قانون كولوم
العلاقة بين القوة ومقدار الشحنتين
المسافة: 10 cm
5 μC
5 μC
العلاقة بين القوة والمسافة
المسافة: 10 cm
5 μC
5 μC
نتائج التجارب
-
مقدار الشحنتين (q₁ و q₂):
العلاقة طردية مع حاصل ضرب الشحنتين
مثال: إذا تضاعفت إحدى الشحنتي
→ تتضاعف القوة
\[F\propto {q_1}{q_2}\]
-
المسافة بينهما (r):
العلاقة عكسية مع مربع المسافة
مثال: إذا زادت المسافة الضعف
→ تقل القوة إلى الربع
\[F \propto \frac{1}{{{r^2}}}\]
-
الوسط المادي (k):
ثابت العزل الكهربائي يعتمد على الوسط:
k = 1/(4πε₀εᵣ)
حيث εᵣ هي السماحية النسبية للوسط
\[k = 8.99.0 \times {10^9}\frac{{{\rm{N}}{{\rm{m}}^{\rm{2}}}}}{{{{\rm{C}}^{\rm{2}}}}}\]
فتوصل إلى العلاقة التالية
\[F = k\frac{{{|𝑞_1 𝑞_2 |
}}}{{{r^2}}} \tag{1} \label{1}\]
\[k=1/4\pi\epsilon_0\]. حيث أن \[\epsilon_0 = 8.85\times{10^{ - 12}}\frac{{{{\rm{C}}^{\rm{2}}}}}{{{\rm{N}}{{\rm{m}}^{\rm{2}}}}}\]
وتدعى السماحية الكهربائية للحيزالمطلق
فتكتب معادلة كولوم بالطريقة التالية
\[F = \frac{1}{4𝜋ع_0}\frac{{{|𝑞_1 𝑞_2 |
}}}{{{r^2}}} \]
إن القوة المبذولة بين شحنتين نقطيتين هي قوة اتجاهية وتعمل على طول الخط الذي يربط بين الشحنتين. يؤدي هذا السلوك الاتجاهي إلى تمثيل متجه للقوة.
\[{{\vec F}_{21}}=-k\frac{q_1.q_2}{r^3}{{\vec r}_2}-{{\vec r}_1}=-k\frac{q_1.q_2}{r^2}.{ȓ}\]
هنا تأخذ بعين الإعتبار نوع الشحنة
إذا كان الناتج النهائي للقوة بإشارة سالبة أي أن القوة تجاذب
إذا كان الناتج النهائي للقوة بإشارة موجبة أي أن القوة تنافر
في هذه المحاكاة يتم حساب القوة الكهربائية المتبادلة بين شحنتين غير مقدار الشحنتين وغير البعد بين الشحنتين واحسب القوة الكهربائية كل مرة
\[1 \star\]
إذا أثرت قوة كهربائية من الشحنة الأولى على الثانية
10N
نحو اليمين
فإن القوة التي تؤثر بها الشحنة الثانية على الأولى تعادل
أختر الإجابة الصحيحة
A
لا نستطيع أن نحدد لعدم معرفة مقدار الشحنتين
B
\[F_{21}=10\;\;N\] نحو اليمين
C
لا نستطيع أن نحدد لعدم معرفة نوع الشحنتين
D
\[F_{21}=10\;\;N\] نحو اليسار
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
\[2 \star\]
بأي عامل تتغير القوة الكهربائية المتبادلة بين شحنتين إذا زاد مقدار إحدى الشحنتين إلى الضعف وقل البعد بينهما إلى النصف
أختر الإجابة الصحيحة
A
4F
B
16F
C
F
D
8F
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
\[3 \star\star\]
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
q = 4.85 × 10-6C
B
q = 1.33 × 10-6C
C
1.77 × 10-12C
D
8.62 × 10-12C
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
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
في هذه المحاكاة نضع أكثر من شحنتين بجوار بعضهما ونحدد الفوة المؤثرة على أحد الشحن ونحدد اتجاه القوة
\[4 \star\]
ثلاث شحنات على استقامة واحدة كما في الشكل من نفس النوع
ومقاديرها موضحة على الشكل فإن اتجاه القوة المؤثرة
على الشحنة
q2
أختر الإجابة الصحيحة
A
محصلة القوى معدومة
B
باتجاه الشمال الشرقي
C
نحو اليسار
D
نحو اليمين
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
\[5 \star\]
( q1 ) تم حساب القوة المؤثرة على
فكانت 5 نيوتن
واتجاهها موضح على الرسم
وكانت القوة المؤثرة
من
q3 على q1
تعادل 3 نيوتن فإن الشحنة الثانية مقدارها ونوعها
أختر الإجابة الصحيحة
A
q2 = 6.6 × 10-6 C سالبة
B
q2 = 4.4 × 10-6 C موجبة
C
q2 = 2.2 × 10-6 C موجبة
D
q2 = 3.3 × 10-6 C سالبة
اتزان شحنة
نقول عن شحنة انها متزنة اذا كانت محصلة القوى المؤثرة على الشحنة معدومة
الشحنتين مختلفتين في النوع
تنعدم محصلة القوى على شحنة إذا وضعت على امتداد الخط الواصل بين الشحنتين واقرب للشحنة
الأقل
\[F_{13}=F_{23}\]
الشحنتين من نفس النوع
تنعدم محصلة القوى على شحنة إذا وضعت على الخط الواصل بين الشحنتين واقرب للشحنة
الأقل
\[F_{13}=F_{23}\]
\[6 \star\]
شحنتان مختلفتان في النوع متماثلتان في المقدار حدد عند أي موقع
لو تم وضع إلكترون لن يتأثر بقوة كهربائية
أختر الإجابة الصحيحة
A
A
B
B
C
C
D
لا يوجد
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
\[7 \star\]
كرتان مشحونتين بشحنة متماثلة ولهما نفس الكتلة تم تعليقهما بخيط لا يمتط
وعديم الكتلة فابتعدت الكرتين عن بعضهم بقوة كهربائية مقدارها
Fe = 4 N
بحيث شكل الخيط لكل منهما زاوية \[𝜃 = 30^0\] مع الخط الرأسي فإن كتلة كل كرة
أختر الإجابة الصحيحة
A
m= 0.4 kg
B
m= 0.3 kg
C
m= 0.6 kg
D
m= 0.7 kg
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
"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
القوى الكهروستاتيكية الجزء الثاني |
درس العام كولوم القوى المتبادلة بين الشحن الكهربائية
فتوصل إلى العلاقة التالية
\[F = k\frac{{{|𝑞_1 𝑞_2 |
}}}{{{r^2}}} \tag{1} \label{1}\] \[k=1/4\pi\epsilon_0\]. حيث أن \[\epsilon_0 = 8.85\times{10^{ - 12}}\frac{{{{\rm{C}}^{\rm{2}}}}}{{{\rm{N}}{{\rm{m}}^{\rm{2}}}}}\]
وتدعى السماحية الكهربائية للحيزالمطلق
فتكتب معادلة كولوم بالطريقة التالية
\[F = \frac{1}{4𝜋ع_0}\frac{{{|𝑞_1 𝑞_2 |
}}}{{{r^2}}} \]
إن القوة المبذولة بين شحنتين نقطيتين هي قوة اتجاهية وتعمل على طول الخط الذي يربط بين الشحنتين. يؤدي هذا السلوك الاتجاهي إلى تمثيل متجه للقوة.
\[{{\vec F}_{21}}=-k\frac{q_1.q_2}{r^3}{{\vec r}_2}-{{\vec r}_1}=-k\frac{q_1.q_2}{r^2}.{ȓ}\]
هنا تأخذ بعين الإعتبار نوع الشحنة
إذا كان الناتج النهائي للقوة بإشارة سالبة أي أن القوة تجاذب
إذا كان الناتج النهائي للقوة بإشارة موجبة أي أن القوة تنافر
إذا أثرت قوة كهربائية من الشحنة الأولى على الثانية
أختر الإجابة الصحيحة
بأي عامل تتغير القوة الكهربائية المتبادلة بين شحنتين إذا زاد مقدار إحدى الشحنتين إلى الضعف وقل البعد بينهما إلى النصف أختر الإجابة الصحيحة
شحنتين لهما نفس المقدار كما في الشكل المسافة بينهما
أختر الإجابة الصحيحة في الشكل ادناه لدينا ثلاث شحن كهربائية
حدد اتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الاولى من الشحنة الثانية واكتب العلاقة المعبرة عنها
حدد اتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الاولى من الشحنة الثالثة واكتب العلاقة المعبرة عنها
\[..........................................................\]
لو كانت الثلاث شحن متساوية في المقدار ما هو اتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الأولى
\[..........................................................\]
ثلاث شحنات على استقامة واحدة كما في الشكل من نفس النوع
أختر الإجابة الصحيحة
( q1 ) تم حساب القوة المؤثرة على أختر الإجابة الصحيحة نقول عن شحنة انها متزنة اذا كانت محصلة القوى المؤثرة على الشحنة معدومة
الشحنتين مختلفتين في النوع
تنعدم محصلة القوى على شحنة إذا وضعت على امتداد الخط الواصل بين الشحنتين واقرب للشحنة
الأقل
\[F_{13}=F_{23}\] الشحنتين من نفس النوع
تنعدم محصلة القوى على شحنة إذا وضعت على الخط الواصل بين الشحنتين واقرب للشحنة
الأقل
\[F_{13}=F_{23}\]
شحنتان مختلفتان في النوع متماثلتان في المقدار حدد عند أي موقع
لو تم وضع إلكترون لن يتأثر بقوة كهربائية
أختر الإجابة الصحيحة
كرتان مشحونتين بشحنة متماثلة ولهما نفس الكتلة تم تعليقهما بخيط لا يمتط
وعديم الكتلة فابتعدت الكرتين عن بعضهم بقوة كهربائية مقدارها
أختر الإجابة الصحيحة "قوة التجاذب الكتلي بين جسمين "\[F = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}} \]
درس العلاقة بين القوة الكهربائية ومقاد كل من الشحنتين بثبات المسافة بين الشحنتين
كما في التجربة الأولى
ثم درس العلاقة بين القوة الكهربائية والمسافة بين الشحنتين بثبات مقدار الشحنتين
كما في التجربة الثانية
العلاقة بين القوة ومقدار الشحنتين
العلاقة بين القوة والمسافة
5 μC
5 μC
نتائج التجارب
العلاقة طردية مع حاصل ضرب الشحنتين
مثال: إذا تضاعفت إحدى الشحنتي
→ تتضاعف القوة
\[F\propto {q_1}{q_2}\]
العلاقة عكسية مع مربع المسافة
مثال: إذا زادت المسافة الضعف
→ تقل القوة إلى الربع
\[F \propto \frac{1}{{{r^2}}}\]
ثابت العزل الكهربائي يعتمد على الوسط:
k = 1/(4πε₀εᵣ)
حيث εᵣ هي السماحية النسبية للوسط
\[k = 8.99.0 \times {10^9}\frac{{{\rm{N}}{{\rm{m}}^{\rm{2}}}}}{{{{\rm{C}}^{\rm{2}}}}}\]
في هذه المحاكاة يتم حساب القوة الكهربائية المتبادلة بين شحنتين غير مقدار الشحنتين وغير البعد بين الشحنتين واحسب القوة الكهربائية كل مرة
10N
نحو اليمين
فإن القوة التي تؤثر بها الشحنة الثانية على الأولى تعادل
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
0.2 m
فإذا كانت القوة الكهربائية المتبادلة
بينهما تعادل
0.4 N
فإن مقدار كل من الشحنتين يعادل
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
\[..........................................................\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
ومقاديرها موضحة على الشكل فإن اتجاه القوة المؤثرة
على الشحنة
q2
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
فكانت 5 نيوتن
واتجاهها موضح على الرسم
وكانت القوة المؤثرة
من
q3 على q1
تعادل 3 نيوتن فإن الشحنة الثانية مقدارها ونوعها
اتزان شحنة
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
Fe = 4 N
بحيث شكل الخيط لكل منهما زاوية \[𝜃 = 30^0\] مع الخط الرأسي فإن كتلة كل كرة
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
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
No comments:
Post a Comment