برآیند نیروهای الکتریکی - آموزش تصویری - زبان ساده

مطابق شکل روبرو، چهار نیرو بر یک جسم وارد می شوند. فرض کنید نیروی F1 برابر 4 نیوتن و  نیروی F2 برابر 5 نیوتن و  نیروی F3 برابر 6 نیوتن و نیروی F4 برابر 9 نیوتن باشد. برآیند این نیروها چند نیوتن است؟ جهت نیروی برآیند را مشخص کنید.

1. نیروهای F2 و F4 هردو به سمت راست هستند. یعنی هم جهت اند. پس با هم جمع می شوند. 5+9 = 14 یعنی 14 نیوتن به سمت راست وارد می شود.
2. نیروهای F1 و F3 هردو به سمت چپ هستند این دو نیرو با هم جهت هستند. پس با هم جمع می شوند. 6+4 = 10 یعنی 10 نیوتن به سمت چپ وارد می شود.
3. با مقایسه عبارت های بالا می بینیم که 14 نیوتن به سمت  راست و 10 نیوتن به سمت چپ، بر این جسم وارد می شود. این دو نیرو در خلاف جهت هم هستند پس از هم کم می شوند. در نتیجه نیروی کل برابر است 10 - 14 = 4 نیوتن است. جهت نیروی کل به سمت راست است. زیرا اندازه نیرویی که به سمت راست وارد می شود( منظور نیروی 14 نیوتن است ) بزرگتر است.

در شکل روبرو چهار بار الکتریکی در کنار هم قرار دارند. تمام نیروهای وارد بر بار 4 را رسم کنید.

 نیروی های الکتریکی وارد بر بار 4 را می خواهیم حساب کنیم.  پس فقط همان بار را در نظر می گیریم. کلا 4 بار الکتریکی داریم. پس بنابر نکته قبل، سه نیرو از طرف بارهای دیگر به بار 4 وارد شود. ابتدا خط های نقطه چین را از بارهای دیگر به بار 4 رسم می کنیم.

1.  بار q1 و بار q4 ناهمنام هستند. بنابراین نیروی بین آنها ربایشی است.  در واقع q1 بار q4 را به سمت خود می کشد. پس F₁₄ همان نیروی سبز رنگ است.
2.  بار q2 و بار q4 همنام هستند بنابراین نیروی بین آنها رانشی است. در واقع q2 بار q4 را هل می دهد. پس F₂₄ همان نیروی آبی  رنگ است.
3.  بار q3 و بار q4 همنام هستند بنابراین نیروی بین آنها رانشی است.  در واقع q3 بار q4 را هل می دهد. پس F₃₄ همان نیروی صورتی رنگ است.

  ( k = 9 × 10 ⁹ Nm²/C²)                

سپس  نیرویی که بار 2 به بار 3 وارد می کند را حساب کردیم که برابر 8/1 = F₂₃  شد. جهت این نیرو به سمت چپ است. از زیرا بار 2 بار 3 را به سمت چپ هل می دهد.

در نهایت نیز برایند این دو نیرو را حساب کردیم. چون جهت آنها خلاف همدیگر است، آنها را از هم کم کردیم. نیروی کل که برابر 4/5 نیوتن است به سمت چپ است. زیرا نیروی بزرگتر یعنی F₂₃ به سمت چپ است.

مطابق شکل زیر، سه ذره‌ی باردار در سه راس یک مثلث قائم الزاویه‌ی ABC ثابت شده‌اند . اندازه‌ی نیروی الکتریکی ‏وارد بر ذره‌ی بار دار q_A چند نیوتن است ؟   ( k = 9 × 10 ⁹ Nm²/C²)       

 AB = AC = 0/06 m  و q_B = q_C = +3µc  و q_A = - 4µc 

1.  بار q_A و بار q_B ناهمنام هستند. بنابراین نیروی بین آنها ربایشی است.  پس F_BA همان نیروی سبز رنگ است.
2.  بار q_A و بار q_C ناهمنام هستند. بنابراین نیروی بین آنها ربایشی است.. پس F_CA همان نیروی آبی رنگ است.
3. چون دو نیروی F_BA  و F_CA  بر هم عمود هستند. بنابراین از رابطه فیثاغورس استفاده کردیم.
4.  برای تعیین جهت نیروی برایند کل( که با رنگ قهوه ای نشان دادیم ) از قطر مستطیل استفاده کردیم.