فیزیک درس زندگی

در صورتی که با جوراب روی یک فرش راه بروید ملاحظه می کنید که هنگامی که نوک بینی دوست خود را لمس می کنید جرقه ای زده می شود.اما در صورتی که همین عمل را با کف دست انجام دهید، آیا چنین اتفاقی روی می دهد؟

اما چرا چنین چیزی رخ میدهد؟می توان گفت که تخلیه الکتریکی صورت می گیرد اما چرا هنگامی که این عمل را با کف دست انجام می دهیم این کار اذیت کردن دیگران به خوبی انجام نمی گیرد؟

اگر دقت کنید نوک انگشتان دست نسبت به کف دست نوک تیز تر است و از طرفی نوک بینی هم از آن نوک تیز تر.در این صورت تجمع بارهای اضافی در این نقاط بیشتر از نقاط دیگر است از این رو تخلیه الکتریکی در این نقاط بهتر صورت می گیرد.اما چرا؟

بیایید چنین بیان کنیم:که ما برای آن که بیان کنیم یک جسم به صورت یکنواخت بار دار شده یا غیر یکنواخت یک میزان به نام چگالی سطحی بیان نماییم.در این صورت نسبت بار به سطح را برابر عددی فرض کنیم و با توجه به این عدد که بیان گر یک نسبت است میزان بار را در هر سطح بررسی کنیم.

در صورتی که این عدد در تمام نقاط با توجه به بار آن یکسان باشد بیان کنیم این عدد واحد بیانگر چگالی سطحی بار سطح مورد نظر است.توجه توجه جسم رسانا است .

حال یک کره را در نظر می گیریم میدانیم کره یک سطح هموار و یکنواخت است از این رو در تمام نقاط آن نسبت به نقاط دیگر به یک میزان بار توزیع می شود.

شاید قبول نکنید اما می توانید با یک الکتروسکوپ به راحتی این مساله را در یابید.

اگر دریابیدید!حال با ما هم نظر هستید.

همان گونه که گفتیم کره یک حجم یکنواخت و هموژن است از این رو تمام نقاط آن دارای یک مقدار بار الکتریکی توزیع شده هستند.منظور بار توزیع شده در سطح است.

بنابراین می توانیم بگوییم چگالی سطحی بار در تمام نقاط با هم برابر است.لذا در تمام نقاط به دلیل آن که چگالی سطحی برابر است از این رو برای دو جزء سطح یکسان بار یکسان توزیع شده است.

اما هنگامی که در مورد یک مکعب صحبت می کنیم آیا چنین بیانی صادق است.

مسلماً خیر.مکعب یک جسم همگن نیست.زیرا دارای برآمدگی و نوک تیز هایی در رئوس آن می باشد از این رو با در نظر گرفتن یک توزیع  در نقاطی که سطح کوچکتر است مخرج ما کوچکتر می گردد از این رو چگالی سطحی بار در آن نقاط بزرگتر و لذا تجمع بارها در آن نقاط بیشتر از سایر نقاط می گردد.به عبارت دیگر چون بارها در این نقاط از سایر نقاط تجمع بیشتری دارند.(اینم می تونید با الکتروسکوپ دریابید) با کوچک بودن جزء سطح در این نقاط چگالی سطحی که نسبت بار به سطح بیان شده بود بزرگتر از سایر نقاط می گردد.

لذا بهتر آن است که برای آن که حداکثر آزار را برسانید با جوراب به مدت زیاد روی فرش را روید و بینی خود را به بینی دوستتان تماس دهید.(البته من فکر می کنم نوک تیز ترین نقطه باشند).و از این آزمایش!لذت ببرید.

دوستان عزیز ما سعی میکنیم کمتر بحث ریاضی در این بیان ها بکار ببریم اگر شما میخواهید می توانیم با بحث ریاضیاتی مطلب را به صورتی دیگر که تحلیلی است جلو ببریم.

چگالی صطحی بار :   بار الکتریکی تقسیم بر  سطح

سطح بیشتر = تجمع بار کمتر                 سطح کمتر = تجمع بار بیشتر 

( در اجسام رسانا  بار الکتریکی  به طور مساوی در سطح پخش می شود ؛ پس در قسمت هایی که سطح کوچک تر است ( نقاط نوک تیز ) تجمع بار بیشتر است . )

فرض کنید : که 5 نفر می خواهید دور 1 سفره  غذا بخورید ، هر چه سفره بزرگتر باشد دور تر از هم می نشینید . ولی اگر سفره کوچک باشد نزدیک هم می نشینید ، و تجمع تان دور سفره زیاد می شود .