جزوه تایپ شده فیزیک پایه ۱
هالیدی دانشگاه پیام نور علمی کاربردی سیدمحمود نجفیان رضوی دانشگاه آزاد دکتر محم جزوه ضا بنام کارشناسی ارشد پارسه آزمون استخدامی محمد
:
)( )( :
– : – : – : :
– – ( ) — :
:
:
:
– : ) ( – )(: – )(: )( )( :
?? 😕 : ? : ( ( : )( :
? = ??( ؟
( ؟ :
( ؟
( ،
( ؟
:
)( وارد می شود. این میدان )واسط نیرو های میان بار ها ( است که بر بار اثر می کند و اثر آن به صورت نیروی F نمایش داده می شود.
نکته(E فقط به عامل به وجود آورنده اش (1?) بستگی دارد و نه به2?. و به فاصله از بوجود آورده انش بستگی دارد.
نکته( ? )( ? :
:
— -((()( )(
*:
-)–) ( −× − =? – ? = −? ? = × −?+ ? = +? (? ? = ? 
)( ( )( ) ( =(( =++ امتداد حلقه حرکت کند . اگر میدان الکتریکی دو مهره در مرکز حلقه E باشد الف( درجه مقدار جزوه فیزیک پایه ۱ Ɵ ب( در چه مقدار Ɵ باید مهره 2 را قرار دهیم تا می شود.
حل: الف( θ مثبت باشد )یعنی مهره 2 در بالای محور x(
ب(θ منفی باشد )یعنی مهره 2 در پایین محور x(
مثال1( شکل زیر سه ذره باردار با بار های ?1 = +2? و?2 = −2? و ?3 = −4? را نشان می دهد که هر یک در فاصله d از مبدا قرار دارند میدان الکتریکی برایند E در مبدا چقدر است
حل: بار های 3?1, ?2, ? به ترتیب میدان های الکتریکی 3?1, ?2, ? را در مبدا ایجاد می کند و میدان الکتریکی برایند در مبدا برابر جمع برداری 3? = ?1 + ?2 + ? می باشد ابتدا اندازه را بدست می آوریم.
اندازه:
سپس باید جهت این سه بردار را در مبدا پیدا کنیم .چون بار 1? مثبت است میدان برداری که ایجاد می کند به سمت خارج آن است و چون 3?2, ? هردو منفی اند ، میدان برداری که ایجاد می کند به سمت آنهاست.
چون 1?2, ? دارای جهت های یکسان هستند بنابراین جمع برداری آنها دارای جهت و اندازه ای به صورت زیر
که برای اندازه میدان است.
حال باید را که دارای اندازه های یکسان هستند جزوه فیزیک پایه ۱ می کنیم. از تقارن شکل می فهمیم که مولفه های y یکسان همدیگر را خنثی می کنند و مولفه های یکسان با هم جمع می شوند بنابراین میدان الکتریکی در جهت محور x ها برابر با
دوقطبی الکتریکی:
شکل زیر الگوی خطوط میدان را برای دو بار الکتریکی نشان می دهد که انداره آنها یکسان ولی علامت آنها متفاوت است. این پیکر بندی را دو قطبی الکتریکی می نامند.
میدان الکتریکی ناشی از دو قطبی الکتریکی:
دو ذره باردار با اندازه بار ولی با علامت مختلف را که در جزوه خواص فیزیکی مواد d از هم قرار گرفته اند می دهد. همان طور که در شکل فوق اشاره کردیم این پیکر بندی را دو قطبی الکتریکی می نامیم.
حال می خواهیم میدان الکتریکی ناشی از دو جزوه فیزیک پایه ۱ شکل زیر را در نقطه p که به فاصله Z از مرکز دو قطبی و روی محور دو قطبی )خطی که از دو بار می گذرد( قرار دارد بدست آوریم.
از تقارن ، میدان الکتریکی در نقطه p و همچنین میدان های ناشی از بار های الکتریکی که دو قطبی را تشکیل می دهند باید در امتداد محور دو قطبیکه ما آن را محور Z در نظر می گیریم قرار داشته باشد. با استفاده از اصل بر هم ** میدان الکتریکی ،اندازه میدانE در نقطه P برابر است با
میدان الکتریکی حاصل از دو قطبی الکتریکی:
در فواصل بزرگ ، یعنی در فواصلی که آثار جزوه فیزیک پایه ۱ دو قطبی نسبت به ابعاد دو قطبی بزرگ هستند
گشتاور دو قطبی الکتریکی :
حاصلضرب شامل دو خاصیت داخلی دو قطبی یعنی qوd می باشد کمیتی برداری است که گشتاور دو قطبی الکتریکی نامیده می شود.)واحد : کولن-متر(
گشتاور دو قطبی الکتریکی
نکته( جهت از انتهای منفی به انتهای جزوه فیزیک پایه ۱ دو قطبی می باشد . می توانیم از جهت برای مشخص کردن جهت گیری دو قطبی استفاده می کنیم.
اگر چه معادله) 0( فقط برای نقاط در امتداد محور دو قطبی برقرار است ، می توان نشان داد که E همواره برای تمام نقاط دور صرف نظر از اینکه روی محور دو قطبی قرار داشته باشید یا خیر به صورت تغییر می کند. در این جا r فاصله بین مرکز دو قطبی و نقطه مورد نظر می باشد.
مثال0(شکل زیر یک دو قطبی الکتریکی یکی را نشان می دهد الف( اندازه و ( >>( :
)( ( ()( ? /? /? /( :
حلقه از پلاستیک یا یک ماده نارسانای دیگر ساخته شده، بنابراین بار الکتریکی در جای خود ثابت است.
حال میخواهیم میدان الکتریکی E در نقطه P به فاصله از مرکز حلقه و روی محور مرکزی آن را محاسبه کنیم.
فرض کنید ds طول المان دیفرانسیلی حلقه و طول )کمان( آن است. این المان دارای بار:
این بار میدان الکتریکی دیفرانسیلی dE در نقطه P ایجاد میکند . P در فاصله r از المان قرار دارد. با در نظر گرفتن المان به صورت بار نقطه ای
مطابق شکل dE با محور مرکزی حلقه که آن را محور Z در نظر گرفتیم زاویه می سازد و دارای مولفه قائم و موازی با محور می باشد.
نکته( هر المان بار حلقه در نقطه، میدان دیفرانسیلی ایجاد می کند که اندازه آن از فرمول فوق بدست می آید. تمام بردارهای dE هم اندازه و هم جهت دارای مولفه های یکسان موازی با محور مرکزی هستند.
نکته( همچنین تمام این بردارهای دارای مولفه های عمود در محور مرکزی می باشند این مولفه های عمود بر محور مرکزی می باشند این مولفه های عمود بر محور که از نظر اندازه یکسان هستند، اما جهت انها با هم متفاوت است. در حقیقت ، برای هر مولفه عمود بر محور در جهت معین است ، مولفه دیگری هم وجود دارد که در جهت مخالف است . جمع این جفت مولفه ها مانند جفت های دیگر که در خلاف جهت هم هستند ، صفر می باشد.
بنابر این مولفه های عمود بر محور یکدیگر را خنثی میکنند و نیازی به در نظر گرفتن انها نداریم. پس فقط مولفه های موازی با محور باقی می مانند. همه انها دارای جهت یکسان هستند. بنابر این میدان الکتریکی برایند درp برابر با جمع انها می باشد پس مولفه dE که در شکل است از لحاظ اندازه برابر است با
برای جمع کردن تمام مولفه های موازی dEکه ==:
: : : ( ( ( >>( ==
فهرست مطالب