المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 طوفان الكتريكي 2 (زنگ تفريح شماره‌ي 250)
طوفان الكتريكي 2 (زنگ تفريح شماره‌ي 250)زنگ تفريح فيزيك
ميدان الكتريكي بار نقطه‌اي، مفهوم بار تصويري
 
 
همان زنگ تفريح قبلي را در نظر بگيريد اين‌بار مي‌خواهيم همان زنگ تفريح قبلي را در نظر بگيريد اين‌بار مي‌خواهيم ميدان الكتريكي كُل را بدست آوريم. بايد در نظر داشته باشيم كه زمين رساناست، و بارها در طوفان الكتريكي، و بارها در ابرطوفاني مي‌توانند به زمين بار القاء كنند. اين وضعيت را مي‌توان به‌صورت اثر بار القايي بوسيله‌ي بار نقطه‌اي در ارتفاع را اينطور شبيه سازي كرد كه اثر بار القاء شده، بوسيله‌ي بار بالايي در ارتفاع،‌ را مي توان به‌صورت باري در زير زمين شبيه‌سازي كرد. يعني دقيقاً‌ قرينه‌ي همان بارها در ابر را زير زمين داشته باشيم. اين اين بارهاي فرضي، را بار تصوير مي‌ناميم.
 
 
آرايش بار نهايي در شكل آمده است. بار تصويري را براي راحتي در محاسبه استفاده مي‌كنيم. وجود خارجي ندارد و در محاسبات هم خود به خود در نهايت حذف مي‌شود. ولي فرض آن تقارني به مسئله مي‌دهد كه آن را بسيار راحت‌تر قابل حل مي‌كند. با جمع بستن روي ميدان‌هاي ناشي از بارهاي تصويري و حقيقي حالا مي‌رويم سراغ محاسبه‌ي ميدان الكتريكي كُل در زمين. يعني دقيقاً زير بارهاي ابرطوفاني.
 
 
 
بر روي زمين، ميدان الكتريكي بخاطر بار ابرطوفاني 30C- به‌سمت بالا يعني اين بار منفي، جهت‌گيري مي‌كند،‌ و ميدان الكتريكي بار تصويري زير زمين كه علامتش عوض شده ولي مقدارش با بار حقيقي متناظرش يكي‌ است، هم به‌سمت بالا جهت‌گيري مي‌كند. بارها كه 4 كيلومتر از زمين فاصله دارند؛ پس اين دو ميدان الكتريكي بايد مقادير برابر داشته باشند، هر دو هم در جهت بالا كه مي‌توانيم در جهت مثبت y در نظر بگيريم. پس جمع بايد دوبرابر سهم هر بار باشد: ميدان الكتريكي بر روي زمين بخاطر ابرطوفاني با بار 40C+ به‌سمت پايين است كه از اين بار مثبت فاصله دارد. ميدان الكتريكي 40C- زير زمين يعني همان بار تصويري هم به‌سمت پايين است (يعني بارهاي منفي). اين بارها از سطح 10 كيلومتر فاصله دارند. پس دو سهم‌هاي ميدان الكتريكي اينجا هم برابر مي‌شوند، ولي حالا در جهت منفي y هستند. بنابراين:
 
 
زماني كه هركدام از بارهاي 30+/- و 40+/- كولن با معادله‌ي اصلي ميدان الكتريكي در زنگ تفريح قبلي مستقيماً بين دو بار در x=0 بدست مي‌آيند. در هر حالتي، ميدان الكتريكي كُل روي سطح زير بارهاي ابرطوفاني چنين است:
 
 
 
جواب مثبت نشان مي‌دهد كه ميدان كُل به سمت بالاست.
1391/5/22لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  1102
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  1102