கூலாம் விதி
மின்சுமை கொண்ட இரண்டு பொருட்கள், ஒரு மின் விசையால் ஒன்றையொன்று தள்ளுகின்றன அல்லது இழுக்கின்றன. ஏதேனும் ஒரு மின்சுமை பெரியதாக இருந்தால் அந்த விசை வளரும், ஆனால் மின்சுமைகள் விலகும்போது அது மிக வேகமாக மங்கும் — அவற்றுக்கு இடையேயான தூரத்தை இரட்டிப்பாக்குவது விசையை கால்வாசியாகக் குறைக்கும்.
சூத்திரம்
F = k · q₁ · q₂ / r²
- F — விசை (N): இரண்டு மின்சுமைகளுக்கு இடையேயான மின் தள்ளல் அல்லது இழுவை
- k — கூலாம் மாறிலி (N·m²/C²): ஒரு நிலையான எண், சுமார் ஒன்பது மடங்கு பத்து ஒன்பதாவது அளவு, மின் விசையின் வலிமையை நிர்ணயிக்கிறது
- q₁ — முதல் மின்சுமை (C): முதல் பொருளின் மீது உள்ள மின் மின்சுமையின் அளவு
- q₂ — இரண்டாவது மின்சுமை (C): இரண்டாவது பொருளின் மீது உள்ள மின் மின்சுமையின் அளவு
- r — தூரம் (m): இரண்டு மின்சுமைகளின் மையங்களுக்கு இடையேயான தூரம்
தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு
q₁ = 2 μC மற்றும் q₂ = 1 μC என்ற இரண்டு சிறிய மின்சுமைகள், 0.1 மீட்டர் தூரத்தில் உள்ளன. அவை ஒன்றையொன்று எந்த மின் விசையால் தள்ளுகின்றன?
- q₁ = 2 μC
- q₂ = 1 μC
- r = 0.1 m
- F = k · q₁ · q₂ / r²
- F = (9×10⁹ · 2×10⁻⁶ · 1×10⁻⁶) / (0.1)²
F = 1.8 N
உங்களைச் சோதியுங்கள்
அதே இரண்டு மின்சுமைகள் இரட்டிப்பு தூரத்திற்கு, 0.2 மீட்டர் தூரத்திற்கு விலக்கப்படுகின்றன. புதிய விசை என்ன?
- 0.9 N
- சரியான விடை: 0.45 N
- 3.6 N
சரி! தூரத்தை இரட்டிப்பாக்குவது விசையை நான்கால் வகுக்கும், தூரம் வர்க்கமாக இருப்பதால்: 1.8 N ÷ 4 = 0.45 N.
r-ஐ 0.1 மீட்டரில் வைத்திருந்து, q₁ 4 μC ஆக இரட்டிப்பாக்கப்படுகிறது, q₂ 1 μC இல் அப்படியே உள்ளது. புதிய விசை என்ன?
- 1.8 N
- 0.9 N
- சரியான விடை: 3.6 N
சரியாக — விசை ஒவ்வொரு மின்சுமைக்கும் நேர்விகிதத்தில் உள்ளது, எனவே q₁-ஐ இரட்டிப்பாக்குவது F-ஐ இரட்டிப்பாக்கும்: 1.8 N × 2 = 3.6 N.
இதை எங்கே காண்கிறீர்கள்
ஒரு பலூனை உங்கள் தலைமுடியில் தடவினால் அது சுவரில் ஒட்டிக்கொள்ளும்; டிரையரிலிருந்து புதிதாக வந்த ஆடைகள் ஒன்றையொன்று ஒட்டிக்கொண்டு மின்னும்; ஒரு ஃபோட்டோகாப்பி இயந்திரம், டிரம்மின் மின்சுமை பெற்ற பாகங்களில் மட்டுமே டோனரை இழுக்கும். ஒவ்வொரு விஷயத்திலும், சிறிய பிரிக்கப்பட்ட மின்சுமைகள், நெருங்கிய இடத்தில் வியத்தகு அளவு பெரியதாகவும் தூரத்துடன் வேகமாக மங்கும் ஒரு விசையால் தள்ளப்பட்டு இழுக்கப்படுகின்றன.
பொதுவான தவறுகள்
தவறான எதிர்வினை பாதி செய்வது: தூரத்தை இரட்டிப்பாக்கு, விசையை பாதியாக்கு — தூரம் வர்க்கமாக உள்ளது, எனவே அதை இரட்டிப்பாக்குவது விசையை நான்கால் வகுக்கும் (1.8 N 0.45 N ஆகும்), மூன்று மடங்காக்குவது ஒன்பதால் வகுக்கும். மின்சுமைகளுக்கு அத்தகைய அட்டவணை இல்லை: ஒரு மின்சுமையை இரட்டிப்பாக்குவது வெறுமனே விசையை இரட்டிப்பாக்கும் (1.8 N 3.6 N ஆகும்), F = k · q₁ · q₂ / r² இல் வர்க்கம் r-இல் மட்டுமே. விசை விலக்குங்கள் செய்யலாம் இழுங்கள் செய்யலாம் — ஈர்ப்பைப் போலல்லாமல், மின்சுமைகள் இரண்டு குறிகளில் வருகின்றன.
இது எவ்வாறு இணைகிறது
இது ஈர்ப்பின் மின் இரட்டை: F = k · q₁ · q₂ / r², நியூட்டன் விதியின் சரியாக அதே தலைகீழ் வர்க்க வடிவியலைக் கொண்டுள்ளது, நிறைகளுக்கு மின்சுமைகளை மாற்றி விலக்கத்தைச் சேர்க்கிறது. இது முழு மின்காந்தவியல் தொகுதியை நிலைநிறுத்துகிறது — அடுத்து வரும் மின்தேக்கம், இந்த விதி தள்ளும் மின்சுமையை சேமிக்கும்போது நடப்பது — மற்றும் ஒவ்வொரு பின்னர் பாடமும் மின்சுமைகள் இவ்வாறு ஊடாடும் என்று எடுத்துக்கொள்கிறது.