مقاطع تحصیلی
جستجو در منظومه
فصل 1آن بر اثر کاهش انرژی پتانسیل گرانشی به تدریج افزایش می‌یابد (شکل .)23ــ1 همچنین دیدیم که کارg → F = m → نیروی گرانشی برابر با ِ منفی تغییر انرژی پتانسیل گرانشی است (W g = - ΔU g .)در اینجا نیز می‌توان گفت: کار نیروی الکتریکی وارد بر یک ّ ذر ٔ ه باردار در میدان الکتریکی یکنواختh → E در یک جابه جایی مشخص برابر با ِ منفی تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی در همان جابه جایی است؛ یعنی:)7ــ1(E ΔU - = E Wشکل ــ1 23 جسم در میدان گرانشی گرچه این رابطه برای یک میدان الکتریکی یکنواخت بیان شد، ولی می‌توان نشان داد که در حالتیکنواخت زمین رها می‌شود و کلی نیز برای هر میدان الکتریکی برقرار است.به تدریج بر انرژی جنبشی آن افزوده بار ّ ذر ه ای q را در میدان الکتریکی یکنواخت → E درنظر بگیرید که جابه جایی d → را موازی میدانمی‌شود. الکتریکی، انجام می‌دهد (شکل .)22ــ1 طبق تعریف کار که در سال قبل دیدید،کار انجام شده توسطنیروی الکتریکی ثابت E → F در طی جابه جایی d → از ٔ رابطه زیر به دست می‌آید:θ cos d E F = d W E = (F E cos θ)با توجه به اینکه F E = q E است، این رابطه به صورت زیر می‌شود:θ cos d E | q | = E Wاکنون با استفاده از ٔ رابطه 7ــ1 تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی بار ّ ذر ه ای q چنین محاسبه می‌شود:+ + + + + + + + + + + + + + + + +)8 ــ1(→ E θ → E cos d E | q -| = E W - = E ΔU → Eکه در آن، θ ٔ → زاویه d بین نیروی E → F و جابه جایی E → d F → → d است. (در این کتاب، در استفاده → d از ٔ رابطه ،8 ــ1 E → Fصرفاً با جابه جایی های هم راستا با میدان الکتریکی و یا عمود بر میدان الکتریکی سر و کار خواهیم– داشت.) در – E → F این – – رابطه، بار – الکتریکی (q –) – برحسب – کولن – – ،(C) بزرگی – میدان – E → F – الکتریکی (E) – – برحسب – –نیوتون بر کولن ،(N/C) ٔ اندازه جابه جایی (d) برحسب متر (m) و تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی (Δ U E)برحسب ژول (J) است. توجه کنید که این رابطه چه برای بار ّ ذر ه ای مثبت و چه برای بار ّ ذر ه ایمنفی برقرار است.+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +→ E → E → E E → → F → E → E E → → FE EE → F → E → F →→ d → d → d → d d→ d →E F E F→ F– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –الف) بار مثبت را در جهت میدان ب) بار مثبت را در خالف جهت میدان پ) بار منفی را در جهت میدان الکتریکی ت) بار منفی را در خالف جهت میدانالکتریکی → E جابه جا می‌کنیم: الکتریکی → E جابه جا می‌کنیم: → E جابه جا می‌کنیم: الکتریکی → E جابه جا می‌کنیم:میدان الکتریکی کار مثبت W E را میدان الکتریکی کار منفی W E را میدان الکتریکی کار منفی W E را میدان الکتریکی کار مثبت W E را+ + روی + بار + انجام می+ دهد. + انرژی + پتانسیل روی + بار + انجام می+ دهد. + انرژی + پتانسیل + روی بار + انجام + می‌دهد. + انرژی + پتانسیل روی بار انجام می‌دهد. انرژی پتانسیلE → الکتریکی U E → F کاهش می‌یابد . → E الکتریکی U E افزایش می‌یابد E . → الکتریکی E → U F افزایش می→ E یابد. الکتریکی U E کاهش می‌یابد .E E22 → → d شکل ــ1 24 →d dE → F