عند إحضار ساق بلاستيكية مشحونة بشحنة سالبة إلى كرة محايدة، فإن سطح الكرة بعيدًا عن الساق هو أحد الأسئلة الأكثر شيوعًا في مادة علوم الفيزياء، لتتم دراستها في المناهج العلمية الحديثة، والتي تركز على أنواع القوى التي تؤثر على الأجسام وطبيعتها، وبناءً على هذه البيانات ستتيح لك معرفة القوى الرئيسية المصنفة في الفيزياء، وآلية تأثيرها على الأشياء.
تحديد الشحنة الكهربائية
الشحنة الكهربائية هي إحدى الخصائص الفيزيائية للمادة، والتي تخضعها لتأثير قوة الجر والجذب داخل المجال الكهرومغناطيسي. تنقسم الشحنات إلى نوعين رئيسيين الشحنات الكهربائية موجبة أو الشحنات الكهربائية سالبة. الشحنات (تُحمل الشحنات دائمًا في البروتونات أو الإلكترونات).
تحمل الجسيمات دون الذرية عادةً هذه الشحنة الكهربائية المذكورة أعلاه، وبالتالي تحمل المواد إلكترونات سالبة الشحنة في الأجسام العادية، وتحمل البروتونات شحنة كهربائية موجبة في نواة الذرة. إذا كانت الأجسام تحتوي على إلكترونات أكثر من البروتونات، تكون شحنتها سالبة، وفي الوضع المعاكس تصبح شحنتها موجبة، ولكن عندما تتساوى الإلكترونات والبروتونات، تكون المادة محايدة، وبالتالي تكون الشحنة كمية، أي أنها، يتم جمعها من وحدات متناهية الصغر تسمى الشحنة الأولية، أي ما يعادل (1،602 × 10 −19) كولوم (الكولوم هو وحدة قياس الشحنات).
يشكل هذان النوعان من الشحنات الكهربائية المجال الكهربائي، وإذا تحركت هذه الشحنات، فإنها ستشكل مجالًا مغناطيسيًا.
عندما يتم إحضار ساق بلاستيكية سالبة الشحنة إلى كرة محايدة، يكون سطح الكرة الأبعد عن الجذع
دراسة الجسيمات التي تحمل شحنة “سالبة – موجبة – محايدة” لمعرفة كيفية تفاعلها من خلال الفوتونات تسمى الديناميكا الكهربية الكمية، ومن خلال هذه الدراسة سنجد أن الإجابة على العبارة التالية هي
- عندما يتم وضع جذع بلاستيكي سالب الشحنة في كرة محايدة، يصبح سطح الكرة الأبعد عن الجذع مشحونًا سالبًا.
تنص القاعدة العامة في الفيزياء على أن الأجسام ذات الشحنة المتشابهة تتنافر و “تتباعد”، والأجسام ذات الشحنة المنتشرة تجتذب “تتقارب”، في حين أن الأشياء التي لا تحتوي على شحنات كهربائية هي كائنات ذات شحنة متعادلة ولا توجد تأثيرات بينها و كائنات أخرى، مثل حركة الشحنات في المادة. تولد الطاقة الحركية الكهرومغناطيسية، والتي تجعل الأجسام تتحرك تحت تأثير حركة الإلكترونات أو البروتونات في الأجسام المشحونة داخل المجال الكهرومغناطيسي.
أنواع القوى في الفيزياء.
تنقسم القوى في الفيزياء إلى أربعة أنواع أساسية، وهي بالترتيب التالي
- قوة الجاذبية اكتشفها نيوتن منذ عام 1686 بعد ملاحظة سقوط الأجسام على الأرض، وتجدر الإشارة إلى أن الحركات الدورانية للكواكب في الفضاء الخارجي ناتجة عن تأثير قوة الجاذبية.
- القوة الكهرومغناطيسية تعتبر هذه القوة هي النوع الثاني الذي لوحظ في مجلاتنا، وهي تتعلق بدراسة تفاعلات القوى الكهربائية داخل المجالات المغناطيسية، وتُعرَّف بأنها القوة التي تؤثر على جسيمين مشحونين كهربائياً.
- تفاعل نووي قوي أقوى أنواع التفاعل المتوفرة في الطبيعة مما يساعد على استقرار النواة.
- رد فعل نووي ضعيف هو أضعف نوع من القوة الفيزيائية الأساسية.
وهناك أنواع ثانوية أخرى من القوى وهي (القوة الطبيعية – القوة المطبقة – القوة – القوة المغناطيسية – القوة الكهربائية – قوة الاحتكاك – قوة الشد – قوة السحب الجوي – وغيرها).
بهذه الكمية من المعلومات، توصلنا إلى خاتمة موضوع بحثنا، والذي كان بعنوان عندما تحمل ساقًا بلاستيكية سالبة الشحنة إلى كرة محايدة، يكون سطح الكرة بعيدًا عن الساق، والذي حصلنا خلاله على دراية الأنواع الأساسية للقوى في الفيزياء، ونتعمق في تفسير القوة الكهرومغناطيسية.