افترض أنك تختبر صحة قانون كولوم باستخدام كرة بلاستيكية صغيرة موجبة الشحنة وكرة فلزية كبيرة موجبة الشحنة، فوفق قانون كولوم تتناسب القوة مع $\frac{1}{r^2}$ ، حيث تمثل r المسافة بين مركزي الكرتين، وعند تقريب الكرتين إحداهما إلى الأخرى وجد أن القوة بينهما أصغر مما هو متوقع من قانون كولوم، وضح ذلك.

بعض الشحنات على الكرة الفلزية ستتنافر مع الشحنات على الكرة البلاستيكية، مما يؤدي إلى تحركها إلى الجهة البعيدة عن الكرة البلاستيكية، وهذا يجعل المسافة الفعلية بين الشحنات أكبر من المسافة بين مركزي الكرتين.

حل أسئلة المراجعة

13. القوة والشحنة. ما نوع العلاقة بين القوة الكهربائية والشحنة؟ صِف القوة عندما تكون الشحنات متشابهة، وعندما تكون مختلفة.

تتناسب القوة الكهربائية طردياً مع مقدار كل شحنة، الشحنات المتشابهة تتنافر، والشحنات المختلفة تتجاذب.

14. القوة والمسافة. ما نوع العلاقة بين القوة الكهربائية والمسافة؟ وكيف تتغير القوة إذا زادت المسافة بين شحنتين إلى ثلاثة أمثالها؟

تتناسب القوة عكسياً مع مربع المسافة بين الشحنتين، القوة الجديدة ستساوي $\frac{1}{9}$ القوة الأصلية.

15. الكشاف الكهربائي. عند شحن كشاف كهربائي ترتفع ورقتاه الفلزيتان لتشكِلا زاوية معينة، وتبقى الورقتان محافظتين على تلك الزاوية، لماذا لا ترتفع الورقتان أكثر من ذلك؟

في أثناء ابتعاد الورقتين إحداهما عن الأخرى تتناقص القوة الكهربائية بينهما إلى أن تتزن مع قوة الجاذبية.

16. شحن كشاف كهربائي. اشرح كيف يمكن شحن كشّاف كهربائي بشحنة موجبة باستخدام:

a. قضيب موجب.

لمس القضيب للكشاف الكهربائي.

b. قضيب سالب.

قرب القضيب إلى الكشاف الكهربائي، ثم اعمل على تأريض الكشاف الكهربائي، ثم أزل التأريض وابعد القضيب عن الكشاف الكهربائي.

17. جذب الأجسام. المتعادلة ما الخاصيتان اللتان تفسران انجذاب جسم متعادل إلى كل من الأجسام المشحونة بشحنة موجبة والأجسام المشحونة بشحنة سالبة؟

قوة التجاذب بين الشحنات المختلفة المتقاربة أكبر من قوة التنافر بين الشحنات المتشابهة المتباعدة.

18. الشحن بالحث. ماذا يحدث عند شحن كشّاف كهربائي بالحث، وإبعاد قضيب الشحن قبل فصل تأريض الكرة؟

يبقى الكشاف الكهربائي متعادلاً.

19. القوى الكهربائية. كرتان A وB مشحونتان، المسافة بين مركزيهما r. إذا كانت شحنة الكرة A تساوي $\mu c$3+ وشحنة الكرة B تساوي $\mu c$9+ فقارن بين القوة التي تؤثر بها الكرة A في الكرة B والقوة التي تؤثر بها الكرة B في الكرة A.

القوتان متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه.

20. التفكير الناقد. افترض أنك تختبر صحة قانون كولوم باستخدام كرة بلاستيكية صغيرة موجبة الشحنة وكرة فلزية كبيرة موجبة الشحنة، فوفق قانون كولوم تتناسب القوة مع $\frac{1}{r^2}$، حيث تمثل r المسافة بين مركزي الكرتين، وعند تقريب الكرتين إحداهما إلى الأخرى وجد أن القوة بينهما أصغر مما هو متوقع من قانون كولوم، وضح ذلك.

بعض الشحنات على الكرة الفلزية ستتنافر مع الشحنات على الكرة البلاستيكية، مما يؤدي إلى تحركها إلى الجهة البعيدة عن الكرة البلاستيكية، وهذا يجعل المسافة الفعلية بين الشحنات أكبر من المسافة بين مركزي الكرتين.