الکتریسیته ساکنالکتریسیته ساکنفیزیک سوم دبیرستانفیزیک یازدهم

نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی

نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی

نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی:

ph11 s1 Eq 00 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی

اگر بار الکتریکی q در میدان الکتریکی E قرار گیرد، نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی از رابطه زیر بدست می آید :

ph11 s1 Eq 01 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی

و برای تعیین جهت نیروی الکتریکی باید به نکته زیر توجه کنیم :

اگر بار الکتریکی مثبت باشد، F و E هم جهتند و اگر بار الکتریکی منفی باشد ، F و E خلاف جهت هم اند.

ph11 s1 Eq 02 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکیمیدان الکتریکی یکنواخت : اگر خط های میدان در ناحیه ای از فضا با یکدیگر موازی ، هم فاصله و هم جهت باشند ، به آن میدان الکتریکی یکنواخت گویند. به طور مثال در شکل زیر، در فضای بین دو صفحه و دور از لبه ها، خطوط میدان مستقیم و هم فاصله و موازی اند. یعنی در همه نقاط بردار میدان هم اندازه و هم جهت است. به چنین میدانی، میدان الکتریکی یکنواخت گویند.

ph11 s1 Eq 03 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی

مثال : ذره ای مثبت با بار الکتریکی q=2µC در داخل میدان الکتریکی یکنواختی به حال تعادل قرار دارد . اگر جرم ذره ۲ گرم باشد ، اندازه و جهت میدان الکتریکی را تعیین کنید. (g=10m/s2)

حل مثال: به ذره نیروی وزن به سمت پایین وارد می شود. برای اینکه ذره در حال تعادل باشد، باید نیرویی هم اندازه و در خلاف جهت نیروی وزن به آن وارد شود. که این نیرو ناشی از قرار گرفتن ذره باردار در میدان الکتریکی است. و چون ذره مثبت است، جهت E باید در جهت نیروی F باشد یعنی به سمت بالا است. مطابق شکل زیر:

ph11 s1 Eq 04 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی

تمرین ۱ : روی سطح بادکنکی به جرم ۱۰ گرم بار الکتریکی q=-200nC ایجاد می کنیم و آن را در یک میدان الکتریکی قرار می دهیم. بزرگی و جهت این میدان الکتریکی را در صورتی که بادکنک معلق بماند، تعیین کنید. از نیروی شناوری وارد بر بادکنک چشم پوشی کنید.

تمرین ۲ : در یک میدان الکتریکی یکنواخت قائم رو به پایین ، ذره ای باردار به جرم ۵ گرم معلق و در حال سکون است . اگر بزرگی میدان الکتریکی ۱۰۰۰ نیوتون بر کولن باشد . اندازه و نوع بار الکتریکی را تعیین کنید.

تمرین ۳: مطابق شکل، یک غبار دارای بار الکتریکی q=1×۱۰-۱۵C و جرم m=1×۱۰g است. در میدان الکتریکی یکنواخت E=1.2×۱۰۵N/C بین دو صفحه افقی قرار گرفته است. اگر غبار در ابتدا ساکن و در نقطه A به فاصله ۴ سانتی متر از صفحه بالایی قرار داشته باشد، شتاب حرکت غبار را تا رسیدن به صفحه بالایی حساب کنید.

ph11 s1 Eq 05 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی

تمرین ۴: مطابق شکل مثابل، گلوله ای به جرم ۸ گرم و بار الکتریکی q=6µC در میدان الکتریکی یکنواخت E به حال تعادل قرار دارد. بزرگی میدان الکتریکی چند نیوتون بر کولن است؟

ph11 s1 Eq 06 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی

تمرین ۵: می خواهیم در یک میدان الکتریکی یکنواخت قائم رو به پایین به بزرگی E=1×۱۰۴N/C ، ذره ای به جرم ۸ گرم را معلق نگه داریم. چه تعداد الکترون باید به این ذره بدهیم تا ذره در میدان الکتریکی معلق بماند؟ (e=1.6×۱۰-۱۹C , g=10m/s2)

 

حل تمرین های نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی:

 

 

برچسب ها


کبیری

مصطفی کبیری کناری متولد سال ۱۳۶۷ در شهرستان فریدونکنار (استان مازندران) ، دبیر فیزیک دبیرستان های شهرستان کلاردشت با سوابق تحصیلی کارشناسی رشته دبیری فیزیک در دانشگاه مازندران و کارشناسی ارشد فیزیک حالت جامد در دانشگاه تربیت مدرس تهران هستم . هدف از ایجاد این سایت برای من ، ایجاد یک محیطی آموزشی کارآمد است که در آن دانش آموزان بتوانند فیزیک را به صورت پایه ای و مفهومی بیاموزند .

مطالب مشابه

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

همچنین ببینید

بستن
بستن