نیروی وارد بر بار در میدان - آموزش تصویری - زبان ساده
موارد زیر مکمل هم هستند. برای یادگیری پایدار، از همه آنها استفاده کنید:
1- متن را بخوانید
2- در آزمون شرکت کنید
توضیح بیشتر: دکمه راهنما در نوار بالایی را کلیک کنید .
محاسبه آنلاین میدان الکتریکی، نیروی وارد بر بار، اندازه بار
سلامابزار زیر فوق العاده و بی نظیر است. چون بهترین شیوه یادگیری حل مسئله را ارائه می کند. در هیچ جای دیگری چنین ابزار فوق العاده ای را نمی توانید پیدا کنید. برای طراحی آن وقت زیادی صرف کردیم و کاملا رایگان در اختیار عموم قرار دادیم. لطفا از آن استفاده کنید. اعداد مختلف را وارد کنید و آنها را تغییر دهید. به این ترتیب شما می توانید بی نهایت سوال با پاسخ تشریحی ایجاد کنید. از همه مهمتر، حتی می توانید مسائل درون یا آخر فصل و نیز مثال های کتاب درسی را با آن حل کنید.
معلمان محترم می توانند برای طراحی سوال و یا بررسی درستی سوال خود، از این ابزار ارزشمند استفاده کنند( پس از آنکه نرم افزار سوال را تولید کرد می توانید ظاهر و ادبیات سوال را به دلخواه خود تغییر دهید). با احترام: ژرفنما
روش استفاده:
در قسمت پایین، سه ورودی اعداد وجود دارد. در دو ورودی، عدد دلخواه خود را وارد کنید. سپس روی دکمه محاسبه کلیک کنید. تا حل تشریحی آن، ارائه می شود.
توضیح بیشتر
- فرض کنید سه ورودی برای عدد داریم اگر در ورودی اول و دوم، عدد وارد کنید کمیت سوم حساب می شود. اما اگر در ورودی دوم و سوم، عدد وارد کنید کمیت اول حساب می شود و ...
-
برای وارد کردن اعداد توان دار، ما از ساده ترین روش ( یعنی e-notation )استفاده کردیم. برای این کار، از حرف e استفاده کنید. مثلا 105 × 3 را به صورت 3e5 وارد کنید
همچنین 5-10 × 3 را به صورت 3e-5 وارد کنید
عدد 19-10 × 1/6 را به صورت 1.6e-19 وارد کنید
عددی مانند 105 را به صورت 1e5 وارد کنید.(یعنی به صورت e5 وارد نکنید).
دقت کنید هنگام وارد کردن e صفحه کلید شما انگلیسی باشد وگرنه وارد نمی شود. - برای وارد کردن اعداد اعشاری، مثلا 6/5 به جای علامت اعشار / از علامت نقطه . استفاده کنید
1 - فرمول و محاسبه نیرویی که میدان الکتریکی جسم باردار وارد می کند.
وقتی جسم باردار در یک میدان الکتریکی قرار می گیرد میدان بر آن جسم نیرو وارد می شود. در این مورد می توان از فرمول روبرو استفاده کرد.
- F = نیرو( بر حسب نیوتن N)
- q = بار الکتریکی( بر حسب کولن C )
- E = میدان الکتریکی( بر حسب نیوتن بر کولنN/C )
دقت کنید این رابطه را می توان به صورت برداری و یا به کمک قدر مطلق نوشت. در هر حالت، اندازه مقادیر تفاوتی نمی کند.
مثال 1: بار الکتریکی 3μc را در میدان الکتریکی 104 نیوتن بر کولن قرار می دهیم. نیرویی که میدان بر این بار وارد می کند چند نیوتن است؟
پاسخ:
اندازه بار و اندازه میدان الکتریکی را داشتیم و در فرمول جایگذاری کردیم.
2 - ذره معلق در میدان الکتریکی
می دانیم جهت نیروی وزن به سمت پایین است. اگر یک نیروی الکتریکی رو به بالا، به جسم وارد کنیم که اندازه آن برابر اندازه نیروی وزن باشد. در این صورت نیروی الکتریکی می تواند نیروی وزن را خنثی کند. در نتیجه ذره معلق می ماند.
بنابراین شرط معلق ماندن، به صورت فرمول روبرو در می آید.
مثال 2: می خواهیم یک جسم 20 گرمی را در فضا معلق کنیم. به آن بار الکتریکی 50 میکروکولن می دهیم و یک میدان الکتریکی نیز اعمال می کنیم. اندازه میدان الکتریکی چقدر باشد تا جسم معلق بماند؟
پاسخ:
شرط معلق ماندن یعنی qE=mg را نوشتیم و محاسبات را انجام دادیم.
3 - تعیین جهت میدان الکتریکی برای ذرات معلق
در قسمت قبل فقط اندازه میدان را حساب کردیم. در اینجا می خواهیم جهت میدان الکتریکی را برای ذرات معلق باردار مشخص کنیم.
نیروی وزن به سمت پایین است. بنابراین نیروی الکتریکی باید به سمت بالا باشد تا نیروی وزن را خنثی کند. دو حالت پیش می آید:
- بار ذره مثبت باشد: در این حالت جهت نیرویی که میدان وارد می کند هم جهت میدان است. بنابراین میدان باید رو به بالا باشد.
- بار ذره منفی باشد: در این حالت جهت نیرویی که میدان وارد می کند خلاف جهت میدان است. بنابراین میدان باید رو به پایین باشد.
مثال 3:
شعبده بازی می خواهد یک توپ پینگ پنگ را در هوا معلق نگه دارد. برای این کار مقداری بار مثبت به توپ می دهد. او یک میدان باید اعمال کند. جهت این میدان باید به کدام سمت باشد؟
پاسخ:
نیروی وزن به سمت پایین است. پس نیروی الکتریکی باید به سمت بالا باشد تا نیروی وزن را خنثی کند. چون بار توپ مثبت است پس نیرویی که میدان وارد می کند هم جهت میدان است. بنابراین میدان باید رو به بالا باشد.
بخش نظرات