المناهج

كيف تتفاعل الأجسام المشحونة عن بعد

ماهي القوة الكهربائية

القوة الكهربائية هي قوة غير ملامسة ، يمكن لأي جسم مشحون أن يمارس هذه القوة على الأشياء الأخرى  سواء كانت مشحونة أو غير مشحونة .

مثال عل القوة الكهربائية

  • افترض أنك فركت بالونا بعينة من فراء الحيوانات مثل سترة من الصوف أو حتى بخصله من شعرك من المحتمل أن يشحن البالون وستؤثر شحنته بشكل غريب على الأشياء الأخرى الموجودة في جواره ، إذا تم وضع بعض القطع الصغيرة من الورق على طاولة وتم وضع البالون بالقرب من القطع الورقية ووضعها فوق القطع الورقية .
  • فإن وجود البالون المشحون قد يعمل على خلق عامل جذب كافي للقطع الورقية لرفعها عن الطاولة ، يحدث هذا التأثير حتى عندما يكون البالون المشحون بعيدا عن قطع الورق .

الشحنات الكهربية الموجودة في الأجسام

هناك نوعان من الأجسام التي تشحن بالشحنات الكهربية

  •  تلك الأجسام التي تحتوي على شحنات موجبة أكثر من الشحنات السالبة أي أنها تحتوي على بروتونات ذات الشحنة الموجبة أكثر من الإلكترونات التي تكون ذات الشحنة السالبة ، وذلك النوع يسمى بالجسم المشحون إيجابي .
  • وهو الجسم الذي يحتوي على عدد شحنات سالبة أي الكترونات أكثر من الشحناء الموجبة البروتونات وذلك الجسم يسمى مشحون سلبي .
  • فتلك الشحنات هما نوعان متعاكسان من الشحنات ولكي يكونوا أكثر اتفاقا مع ذلك المبدئ الأساسي لتفاعل الشحنة من الأجسام ، فإن الجسم الذي هو موجب الشحنة يعمل على جذب جسم أخر ويكون سالب الشحنة الأجسام المشحونة بشكل معاكس ، ستؤثر بشكل جذاب على بعضها البعض على عكس القوة الجاذبة بين جسمين لهما شحنة معاكسة .

قانون نيوتن وعلاقته مع القوة الكهربية

  •  تطبيقا لقانون نيوتن الثالث فإن القوة هي بشكل أكثر تبسيط فهر تعتبر تفاعل يكون متبادل بين جسمين ينتج عن كل منهما دفع أو جذب متساوي وأخر معاكس لهذين الجسمين اللذان يتجاذب كل منهما مع الأخر وذلك لوجود شحنات مختلفة بين تلك الأجسام .

وللتبسيط أيضا يمكن التعبير عظ تلك الأجسام التي تحمل شحنات متعاكسة ببعض الرموز:

  • يقوم الكائن A وهو الجسم الأول بدفعه باتجاه اليمين على الكائن B وهو الجسم الثاني ويمارس الكائن B دفعة إلى اليسار على الكائن A لكي تحدث حركة تجاذى متبادلة بينهم فإن كل جسم من هذه الأجسام يقوم بالضغط والتأثير على الآخر .
  • يتم توجيه الدفع على الكائن B ويكون ذلك الضغط بواسطة الكائن A ويكون تأثير ذلك الضغط بعيد عن الكائن A وهو الذي يولد طاقة الضغط ويتم توجيه الضغط على الكائن A أيضا بواسطة الكائن المعاكس لن وهو الجسم B بعيدا عن الكائن B نظرًا للابتعاد عن طبيعة التفاعل المتبادل يقال أن القوة مثيرة للاشمئزاز .

تطبيق مبدأ الفعل والحركة على الأجسام

  • تطبيق ذلك المبدأ على جسمان متعاكسان في الشحنة .
  • الكائن C وهو حامل لشحنة موجبة والكائن الثاني هو D وهو حامل للشحنة السلبية .
  • يقوم الكائن C بالسحب لجهة اليسار على الكائن D يمارس الكائن D سحبا إلى جهة اليمين على الكائن C مرة أخرى بحيث يقوم كل كائن من هذبن الكائنين بسحب الآخر بنفسه كما في السابق فإن هاتين القوتين لهما مقادير متساوية ويتم بذلهما في اتجاهين متعاكسين .
  • ومع ذلك في هذه الحالة يكون اتجاه القوة على الكائن D نحو الكائن C واتجاه القوة على الكائن C هو تجاه الكائن D نظرا لطبيعة التفاعل المتبادل تجاه بعضها البعض توصف القوة بأنها جذابة.

التفاعل بين الاجسام

  • التفاعل بين جسمين متشابهين أمر مثير للاشمئزاز وملاحظة التفاعل بين جسمين مشحونين بشكل معاكس هو أمر جذاب ما نوع التفاعل الذي لوحظ بين جسم مشحون وجسم محايد الجواب مدهش تماما للعديد من الأشخاص أي شيء مشحون .
  • سواء كان مشحون بشكل إيجابي أو سالب الشحنة سيكون له تفاعل جذاب مع كائن محايد الأشياء المشحونة إيجابيا والأشياء المحايدة تجذب بعضها البعض والأشياء سالبة الشحنة والأشياء المحايدة تجذب بعضها البعض.

شحن الأجسام بالاتصال

الشحن بين الأجسام هو يعني أنه يتم اكتساب الإلكترون أو فقده يمكن شحن الأمور ببعض الطرق سواء كان ذلك الشحن عن طريق الشحن عن طريق الاتصال والشحن عن طريق الاستقراء بين الأجساد وبعضها .

  • العوامل المؤثرة على الاحتكاك تتضح عندما تحدث هناك ملامسة بين كائن مشحون بجسم محايد أي أنه مشترك بين أجسام أخرى تم التفاعل معها يكون لكلا من هذه الاجسام نفس الشحنة سواء كانت سالبة أم موجبة .
  • ولكن عندما يحدث تلامس بين اثنان من المواد معا التي تكون مشحونة مع بعضهما البعض بشحنات تكاد تكون غير متشابهة أي أنها متعاكسة يتم الاحتفاظ بالشحنة الإجمالية للنظام ويقومان بتوزيع إجمالي الشحنة وفقا لقدراتهما على التجاذب معا .

ماهية الشحن بين الأجسام

  • عندما تحدث ملامسة بين كائن مشحون بجسم محايد ويكون هو أحد الأجسام يكون لكلاهما نفس الشحنة سالبة أو موجبة فانه عندما يتلامس اثنان من المواد المشحونة مع بعضهما البعض فإنه يتم الاحتفاظ بالشحنة الإجمالية للنظام ويقومان بتوزيع إجمالي الشحنة وفق لقدراتهما على الاتصال معا .
  • فإذا كانت تلك الأجسام الملامسة عبارة عن كرات ذات شكل محدد أو شكل غير ذلك فإنها تساهم في الشحنة الإجمالية وفقا لأنصاف أقطارها لأن السعات تتناسب بشكل طردي مع نصف قطرها عندما تكون الكرات متماثلة  فإنها تشترك في إجمالي الشحنة بالتساوي يمكن استخدام المعادلة التالية للعثور على الشحنة لكل كرة لها نصف قطر .

الشحنة التي تحملها الإلكترونات والبروتونات

  • عن طرق انتقال الشحنات الكهربائية كتب فرانكلين في رسائله وكتبه أنه يمكنه رؤية آثار الشحنة الكهربائية لكنه لم يفهم سبب هذه الظاهرة. اليوم لدينا ميزة معرفة أن المادة العادية تتكون من الذرات ، وأن الذرات تحتوي على شحنة موجبة وسالبة ، وعادة بكميات متساوية .
  • شحنات الإلكترونات والبروتونات متطابقة في الحجم ولكنها متقابلة في الإشارة. علاوة على ذلك ، فإن جميع الأشياء المشحونة في الطبيعة هي مضاعفات متكاملة لهذه الكمية الأساسية من الشحنة ، مما يعني أن جميع الشحنات تتكون من مجموعات من وحدة الشحن الأساسية عادة ، تتكون الشحنات من مجموعات من الإلكترونات والبروتونات. حجم هذه الشحنة الأساسية .

يوضح الشكل نموذجًا بسيطًا لذرة بها إلكترونات سالبة تدور حول نواتها الموجبة النواة تكون موجبة لوجود بروتونات موجبة

الشحنة ترجع جميع الشحنات في الطبيعة تقريبًا إلى الإلكترونات والبروتونات ، وهما اثنان من اللبنات الأساسية الثلاثة لمعظم المادة (والثالث هو النيوترون ، وهو متعادل ، ولا يحمل أي شحنة)

وقد لوحظت جسيمات أخرى تحمل شحنة في الأشعة الكونية والاضمحلال النووي ، ويتم إنشاؤها في مسرعات الجسيمات

كل شيء ما عدا الإلكترون والبروتون تعيش لفترة قصيرة فقط وهي نادرة جدًا بالمقارنة.

السابق
قانون حفظ الطاقة الميكانيكية
التالي
نظريات ما بعد الحداثة