מטען חשמלי וכוח חשמלי
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| charge/tʃɑːdʒ/ | טעון חשמלי |
| Coulomb's law/ˈkuːlɒmz lɔː/ | חוק קולון |
| coulomb/ˈkuːlɒm/ | קולון |
שפשפו בלון על השיער שלכם — עכשיו הוא נדבק לקיר
- שפשפו בלון על השיער שלכם והוא יידבק לקיר, כמעתה את הכבידה.
- השפשוף העביר מטען בלתי נראה מאחד הפנים לשני.
- מטענים מגיעים בשני סוגים, והם דוחים ומשוכים ללא מגע ever.
- הכלל לדחיפה ולמשיכה הזה הוא חוק קולון.
שני סוגי מטען
- קיימות מטענים חיוביים ושליליים (פרוטונים הם +, אלקטרונים הם −).
- מטענים זהים דוחים זה את זה; מטענים מנוגדים נמשכים זה אל זה — זוהי הכלל היסודי.
- המטען נמדד בקולומבים ($\text{C}$); המטען של האלקטרון הוא זעיר.
- גוף טעון כאשר יש לו מספר לא שווה של פרוטונים ואלקטרונים.
שני מטענים שליליים ממוקמים זה קרוב לזה. הם י:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
מטענים דומים דוחים זה את זה — שני מטענים שליליים דוחקים זה את זה הרחק.
מטען חשמלי נמדד ביחידות של ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
מטען נמדד בקולונים ($\text{C}$).
מטען חיובי ומטען שלילי יפעלו כך:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
מטענים מנוגדים נמשכים זה לזה.
חוק קולון
- הכוח בין שני מטעני נקודה הוא $F = \dfrac{k q_1 q_2}{r^2}$.
- הוא גדל עם כל מטען ופוחת בהתאם לריבוע ההפוך של המרחק.
- כשכופלים את המרחק, הכוח יורד לרבע — בדיוק כמו בכבידה.
- $k$ היא קבוע קולומב; הכיוון הוא לאורך הקו המחבר את המטענים.
שדה של מטען
שנו את המטען וראו את השדה החשמלי שהוא יוצר סביבו.
שני מטענים מובילים ממרחק $2\ \text{m}$ למרחק $1\ \text{m}$. בכמה גורם כוח גדל?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
הכפלת $r$ כופלת את $1/r^2$ ב-$4$ — הכוח ארבע פעמים גדול יותר.
בחרו את כל השינויים שמגדילים את הכוח החשמלי בין שני מטענים.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$F = kq_1q_2/r^2$ גדל בהגדלת אחד המטענים ובקירבה. מרחק רב יותר מחליש אותו.
בדיוק כמו כבידה, אך חזק יותר
- לחוק קולומב אותה צורה ריבוע-הפוך כמו לכבידה.
- אבל הכוח החשמלי הוא הרבה חזק יותר ויכול גם להדחיק וגם למשוך.
- כבידה תמיד רק מושכת; הכוח החשמלי עושה את שניהם, תלוי בסימנים.
- לכן כימיה ואלקטרוניקה נשלטות על ידי כוחות חשמליים, ולא על ידי כבידה.
כמו כוח הכבידה, הכוח החשמלי עוקב אחרי חוק הריבוע ההפוך עם המרחק.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
גם $F = kq_1q_2/r^2$ וגם כבידה פועלים לפי $1/r^2$; הכוח החשמלי יכול גם לדחות.
חוק קולומב הוא ריבוע-הפוך ($1/r^2$), ולא $1/r$. הכפלת המרחק מנמיכה את הכוח לרבע, ולא למחצית. וזכרו שהכוח יכול להיות דחיפה או משיכה תלוי אם המטענים זהים או מנוגדים.
שני מטענים מוזזים ממרחק $2\ \text{m}$ למרחק $1\ \text{m}$. איך משתנה הכוח?
- מחצית $r$ מכפילה את $\dfrac{1}{r^2}$ ב$4$.
- הכוח הופך לארבע פעמים חזק יותר.
ישנם שני סוגי מטען (+ ו−): זהים דוחים, מנוגדים נמשכים. חוק קולומב נותן את הכוח, $F = \dfrac{kq_1q_2}{r^2}$ — חוק ריבוע-הפוך כמו בכבידה, אך חזק הרבה יותר ויכול גם למשוך וגם להדחיק.