الكولوم

نص قانون كولوم


"تؤثر شحنتان نقطيتان ساكنتان ببعضهما في الخلاء بقوتين متعاكستين
محمولتين على الخط الواصل بينهما شدتهما المشتركة تتناسب طردياً مع
القيمتين المطلقتين لكل منهما، وعكسياً مع مربع المسافة بينهما".

[عدل] الصيغة الرياضية


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
حيث ان :

• [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]:هي القوة المتبادلة بين الشحنتين بوحدة نيوتن.
  
• [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]:قيمة الشحنة الأولى بوحدة كولوم.
  
• [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]:قيمة الشحنة الثانية بوحدة كولوم.
  
• [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] شعاع الوحدة وقيمته تساوي واحد واتجاهه من الشحنة الأولى إلى الشحنة الثانية.
  
• [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]:مربع المسافة بين الشحنتين بوحدة متر تربيع.
  

[عدل] ملاحظات حول القانون

1. قيمة الشحنتان تعوض بدون إشارة(يعني الشحنة السالبة تعوض في القانون بدون الإشارة السالبة)
   
2. في نهاية الحل وبعد ايجاد قيمة القوة يجب تحديد اتجاه القوة (ما إذا كانت تجاذب ام تنافر) وسيتم توضيح ذالك في جزء لاحق
   
3. الوحدات السابقة كانت حسب النظام الدولي للوحدات وتختلف بالنسبة للأنظمة الأخرى.
   

[عدل] اثبات قانون كولوم

1. القوة تتناسب طردي مع مقدار الشحنتين
   
2. القوة تتناسب عكسي مع مربع المسافة بين الشحنتسن
   

[عدل] شكل عددى للقانون


يمكن القول أن قانون كولوم في عددي شكل على النحو التالي :

تتناسب القوة الكهروستاتيكية بين اثنين من نقاط الشحنات الكهربائية تناسبا طرديا مع حاصل ضرب الشحنتين ، ويتناسب عكسيا مع مربع المسافة بين الشحنتين.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

حيث r هي المسافة بين الشحنتين،

q_1 شحنة الجسيم 1 و q_2 شحنة الجسيم 2 ،
وk_e ثابت كولوم.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
رسم التوازن الالتواء


[عدل] ثابت كولوم


k : هو ثابت كولوم ووحدة قياسة هي نيوتن متر مربع لكل كولوم تربيع. و هو حسب العلاقة:

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
ويمكن حسابه بالضبط:

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
بحكم تعريفها في نظام الوحدات الدولي سرعة الضوء في الفراغ المرموز لها C'_O' ^[2] هي 299792458 م.ث ¹ والثابت المغناطيسي (μ₀)، تـُعرّف كالتالي nowrap|4π × 10⁻⁷ هـ·م،، يؤدي إلى تعريف الثابت الكهربائي (ε₀) كالتالي ε₀ = 1/(μ₀c20) ≈ 8.854187817×10⁻¹² ف·م⁻¹.في وحدات cgs، وحدة الشحنة، esu of charge أو ستات كولوم statcoulomb، تـُعرّف بحيث أن تلك ثابت القوة "كولوم" يكون قيمته 1.

[عدل] المجال الكهربى


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] مقال تفصيلي :حقل كهربي
بناء على قانون قوى لورنتز فإن مقدار المجال الكهربائي (E) الذي تخلقه شحنة نقطية واحدة (q) على مسافة معينة (r) هو:

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
للحصول على شحنة موجبة، وجهت الاتجاه من النقاط على طول خطوط الحقل الكهربائي بعيدا شعاعيا من موقع الاتهام نقطة، في حين أن الاتجاه هو عكس لشحنة سالبة. وحدات SI للمجال الكهربى هي فولت لكل متر أو نيوتن في الكولوم.

[عدل] توزيع الشحنة المتصلة


لتوزيع شحنة، فإن تكامل على المنطقة المحتوية على الشحنة يناظر تجميع لانهائي، يعامل كل عنصر متناهي الصغر من الفراغ كشحنة نقطية [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة].

لتوزيع خطي لشحنة (وهو تقريب جيد لشحنة في سلك) حيث [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] تعطي الشحنة لوحدة طول عند الموقع [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]، و[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] هي عنصر طول متناهي الصغر،

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة].

لتوزيع سطحي لشحنة (وهو تقريب جيد لشحنة من طبق على (مكثف) طبق آخر موازي) حيث [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] تعطي الشحنة لوحدة المساحة عند الموقع [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة], and [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] هي عنصر مساحة متناهي الصغر،

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

لتوزيع حجمي لشحنة (مثلما هو الحال لشحنة داخل كتلة معدنية) حيث [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] تعطي الشحنة لوحدة الحجم عند الموقع [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]، و[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] هي عنصر حجم متناهي الصغر،

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

القوة على شحنة اختبار صغيرة [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] عند الموقع [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] هي

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

[عدل] التجاذب والتنافر


إذا كانت الشحنتان متشابهتان بالنوع فتكون القوة المتبادلة بينهما تنافر وإذا كانت الشحنتان مختلفتان بالنوع تكون القوة تجاذب.

وإذا أردنا أن نحسب المحصلة الكلية لعديد من القوى الناشئة عن أكثر من
شحنة نقوم بدراسة تاثير كل شحنة على الشحنات الأخرى وثم نقوم بتحليل تلك
القوى الناشئة تحليل اتجاهي وثم نجمع القوى الواقعة على كل محور. ونأتي
بذلك على متجة يمثل محصلة القوي الناشئة عن توزيع الشحنات في توزيع معين.

استخدام التكامل للتوزيع النتصل يكون مفيد لايجاد المحصلة بسهولة وهذا القانون تم استنتاجه عن طريق التجربة وليس الاستنتاج الرياضي.

[عدل] جدول الكميات المشتقة

	خاصية الجسيم	العلاقة	خاصية المجال
كم المتجه	القوة (على 1 من 2) [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]	[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]	مجال كهربائي (عند 1 من 2) [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
العلاقة	[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]		[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
قيمة عددية	طاقة الوضع (عند 1 من 2) [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]	[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]	الوضع (عند 1 من 2) [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]