دانشجویان فیزیک دانشگاه محقق اردبیلی

   

اگه دو بار الکتریکی مثل رو کنار هم بذاریم تجربه نشون میده اینا به یکدیگر نیرو وارد میکنند حال در این فصل ما میخواهیم این نیرو  رو بدست بیاریم. میدونید نیرو کمیتی برداریه پس باید :

1- جهت نیرو رو مشخص کنیم(که قانون بنیادی الکترواستاتیک این کارو میکنه)

2-اندازه اش رو بدست بیاوریم(که قانون کولمب این کار رو انجام میده)

ادامشو میخوای برو رو ادامه مطلب کلیک کن

اگه دو بار الکتریکی مثل رو کنار هم بذاریم تجربه نشون میده اینا به یکدیگر نیرو وارد میکنند حال در این فصل ما میخواهیم این نیرو  رو بدست بیاریم. میدونید نیرو کمیتی برداریه پس باید :

1- جهت نیرو رو مشخص کنیم(که قانون بنیادی الکترواستاتیک این کارو میکنه)

2-اندازه اش رو بدست بیاوریم(که قانون کولمب این کار رو انجام میده)

1- قانون بنیادی الکترو استاتیک:

بارهای همنام یکدیگر را می رانند و بارهای الکتریکی غیر همنام یکدیگر را جذب می کنند , پس نیروی بین دو بار همنام از نوع رانشی یا دافعه می باشد و نیروی بین دو بار غیر همنام یا دو جسم با بار مخالف از نوع ربایشی می باشد.

2-قانون کولمب:

قانون کولن یک قانون تجربی است. این قانون به نیرویی که یک بار نقطه ای به بار نقطه ای دیگر واردمی کند مربوط می شود. منظور از بار نقطه ای نسبی می باشد یعنی این که اگر فاصله دو جسم باردار آنقدر زیاد باشد که ابعاد آن ها نسبت به فاصله بین آن ها خیلی کوچک باشد این دو جسم باردار را بار نقطه ای در نظر می گیریم. برای این که بهتر متوجه منظورم شوید یک مثال می زنم. مثلا در شب تمام ستاره های آسمان را نقطه نورانی می بینیم در صورتی که می دانیم ابعاد این ستاره ها خیلی بزرگ است ولی در مقایسه با فاصله نجومی که با ما دارند ما آن ها را مانند نقطه نورانی می بینیم. قانون کولن بر اساس سه اصل می باشد که بصورت زیر بیان می شوند:

قانون کولن می گوید نیروی  بین دوبار نقطه ای :

1- در امتداد خطی است از آن دوبار میگذره.

2- با حاصل ضرب دوبار نسبت مستقیم داره یعنی:

3- با مجذور فاصله بین دو بار نسبت عکس داره یعنی:

می توانیم این سه اصل قانون کولن را به صورت ریاضی زیر بیان کنیم :

  q₁,q₂ اندازه دو باربر حسب کولن(c)   

rفاصله بین دو بار بر حسب متر(m) 

Fنیروی بین دو باربرحسب نیوتن (N)

kثابت تناسب می باشد که مقدار آن بصورت زیر است :

 (اپسیلون زیرم ) گذردهی و یا ضریب نفوذپذیری الکتریکی خلا می باشد و مقدار آن برابر است با:

تذکر 1 : در سیستم  CGSعدد k برای خلا برابر واحد انتخاب می گردد و در این حالت r  بر حسب سانتی متر و Fبر حسب دین خواهد بود و واحد بار (( واحد الکترواستاتیک CGS)) یا  esu خواهد بود.به عبارت دیگر دو بار مثبت هر کدام به اندازه یک  چنان چه به فاصله یک سانتی متر از یکدیگر در خلا قرار گیرند یکدیگر را با نیروی یک دین دفع می کنند. با قرار دادن  k=1در رابطه مزبور می توان esu یعنی تعریف واحد بار در CGS را نتیجه گرفت:

تذکر 2 : در مکانیک شکل رابطه F=ma با انتخاب سیستم اندازه گیری تغییر نمی کند اما در الکترومغناطیس قانون کولن و سایر نتایج آتی حاصل از آن شکل های متفاوتی دارد.نیروی کولمبی در سه دستگاه گوسی , متریک (sI)و هوی ساید - لورنتز (HL) چنین است :

   : (گوسی)

             : (SI)

 : (HL)

شکل برداری قانون کولنو تو الکترومغناطیس1 میخونین و لازمتون نیست

قانون کولن برای هر توزیع گسسته ذرات :

اگر به جای دو ذره چند تا ذره ی باردار داشته باشی در این حالت نیروی الکتریکی وارد بر هر کدام از بارها رو چطور محاسبه میکنی؟

در این حالت نیروی الکتریکی وارد بر هر ذره برابر جمع برداری(برآیند) نیروهای ناشی از تک تک ذرات دیگه هست که در غیاب(عدم حضور) سایر ذرات بر آن وارد میکنند.مثلا در توزیع گسسته زیر نیروی وارد برq₂ برابر است: