طاقة الوضع والجهد الكهربائي |
طاقة الوضع الكهربائية |
طاقة الوضع الجذبية |
ماذا يحدث عندما نترك شحنة موجية أو سالبة في مجال شحنة أخرى |
ماذا يحدث عندما نترك كرة بعيد عن سطح الأرض في مجال الأرض |
إن الشحنة تكتسب مقداراً من الطاقة يعتمد على وضعها بالنسبة لما حولها من شحنات وتدعى طاقة وضع كهربائية |
إن الجسم يكتسب مقداراً من الطاقة نتيجة لوضعه بالنسبة للأرض تدعى طاقة الوضع الجذبية |
وتصبح قادرة على الحركة بذاتها كونها تمتلك طاقة |
وتصبح قادرة على الحركة بذاتها كونها تمتلك طاقة |
\[Ue=K\frac{Q.q}{r}\] |
\[UG=m.g.h\] |
تزداد طاقة الوضع الكهربائية لشحنة عند تحريكها وتكون قادرة على العودة بذاتها إلى الموضع الذي تحركت منه وإذا كانت غير قادرة على العودة نقول قلت طاقة الوضع |
تزداد طاقة الوضع الجذبية لجسم عند تحريك الجسم بعيد عن سطح ويكون قادرة على العودة بذاته إلى الموضع الذي تحرك منه وإذا كان غير قادرة على العودة نقول قلت طاقة الوضع |
أكمل بيانات الجدول التالي |
( تبقى ثابتة - تزداد -تقل ) التغير في طاقة الوضع الكهربائية |
(عمودي على المجال - باتجاه المجال -عكس اتجاه المجال ) اتجاه حركة الشحنة |
( سالبة - موجبة ) نوع الشحنة |
تقل طاقة الوضع |
ياتجاه المجال |
\[..................\] |
\[..............\] |
عكس المجال |
موجبة |
تزداد طاقة الوضع |
\[................\] |
سالبة |
\[..............\] |
عكس المجال |
سالبة |
\[..............\] |
بشكل عمودي على المجال |
سالبة -موجبة |
\[1)E= K+U\]
الطااقة الكلية = الطاقة الحركية +طاقة الوضع
\[2) ∆𝐾+∆𝑈=0 , ∆𝐾=−∆𝑈\]
في نظام مغلق الطاقة الكلية تبقى ثابتة طيلة مراحل الحركة
|
لحساب التغير في طاقة الوضع الكهربائية في مجال منتظم نحسب الشغل المبذول لنقل الشحنة بين نقطتين داخل مجال منتظم ونغير الإشارة نحصل على التغير في طاقة الوضع الكهربائية
يعرف فرق الجهد بين نقطتين : بأنه الشغل المبذول لنقل وحدة الشحنة من إحدى النقطتين إلى النقطة الأخرى
\[∆V=V_f-V_i=\frac{U_f}{q}-\frac{U_i}{q}=\frac{∆U}{q}\]
مثال محلول
( A ) بروتون تحرك بين نقطتين في مجال كهربائي فإذا بدء بسرعة قدرها عند النقطة
\[v=40 \frac{m}{s}\]
(B ) و أصبحت سرعته عند النقطة
\[v=10^4\frac{m}{s}\]
احسب فرق الجهد بين النقطتين علما بأن
\[q_p=1.6×10^{-19}C , m_p=1.67×10^{-27}kg\]
الحل
\[∆k=k_f-k_i=\frac{1}{2}mv_f^2-\frac{1}{2}mv_i^2\]
\[∆k=\frac{1}{2}×1.67×10^{-27}×(10^4)^2
-\frac{1}{2}×1.67×10^{-27}×(40)^2 =8.34×10^{-20}\frac{m}{s}\]
\[∆k=W\]
\[∆V=-\frac{W}{q}=-\frac{8.34×10^{-20}}{1.6×10^{-19}}=-0.52 V\]
من الممكن أن تتحرك شحنة بين نقطتين داخل مجال كهربائي دون بذل شغل
يحدث ذلك عندما نحرك شحنة بين نقطتين لهما نفس الجهد لا نبذل شغل على الشحنة لان
\[∆V=0\]
\[∆V = -\frac{W}{q}=0 \]\[W=0\]
النقاط التي لها نفس الجهد
النقاط التي لها نفس البعد عن الشحنة النقطية موجبة أوسالبة لها نفس الجهد
النقاط الواقعة بشكل عمودي على خطوط المجال المنتظم لها نفس الجهد
شحنتان نقطيتا مختلفتان في النوع نقاط تساوي الجهد يشبه نقاط تساوي
الجهد عند الشحن المفردة ولكن المجال
يختلف في المنطقة الواصلة بين الشحنتين
شحنتان نقطيتان مختلفتان في النوع
نقاط تساوي الجهد توجد حول كل شحنة
يختلف الشكل لنقاط تساوي الجهد والمجال
في المنطقة الواصلة بين الشحنتين
الجهد : هو الشغل اللازم لنقل شحنة اختبار من اللانهاية الى النقطة المطلوبة مقسوما
على شحنة الاختبار
\[∆V=V_f-V_i=-\frac{W_{∞→r}}{q}=-\int_{{\,∞}}^{{\,r}}\frac{\vec F .ds}{q}=-\int_{{\,∞}}^{{\,r}}\frac{ q.\vec E .ds}{q}\]
\[∆V=-\int_{{\,∞}}^{{\,r}}{ \vec E .ds}=-\int_{{\,∞}}^{{\,r}}{ \frac{kq}{r^2} .dr}= -k.q\int_{{\,∞}}^{{\,r}}{ \frac{1}{r^2} .dr}= \frac{k.q}{r}\]
\[∆V=V_r-V_∞=V_r-0=\frac{k.q}{r}\] \[V_r=\frac{k.q}{r}\]
( 5,-2,-3 ) فإن قيمة المجال عند نقطة لها احداثيات تعادل الحل
المطلوب حساب طاقة الوضع للنظام المكون من ثلاث شحنات في البداية نجعل الشحنات متباعدة في اللانهاية نحضر الشحنة الأولى من اللانهاية طاقة الوضع لها وهي منفردة |
Comments
Post a Comment