صفحه اصلی تازه ها جستجو تماس با ما Language Bar فارسی English
 
 
 
معمای الکتریکی شماره 6 - نیروهای الکترومغناطیسی بین دو سیم حامل جریان و قانون سوم نیوتن
دو مفتول راست حامل جریان که در یک صفحه قرار دارند را در نظر بگیرید.فرض کنید این دو مفتول در راستای دو خط متقاطع در صفحه باشند.
مطابق قوانین الکترو مغناطیس نیروی اعمالی از طرف هر مؤلفه جریان به دیگری از رابطه برداری زیر بدست می آید:

        F = i . L x B    


که در آن F معرف نیروی اعمالی به هریک از مفتول ها، I معرف اندازه جریان گذرنده است. همچنین L معرف بردار مکانی منطبق بر امتداد مفتول ها ، B معرف بردار چگالی شار ناشی از یک جریان در سطح مؤلفه جریان دیگر و x معرف ضرب برداری است. بنابراین امتداد نیروی F بر بردار L یا امتداد مفتول های حامل جریان عمود است. از سوی دیگر چون دو مؤلفه حامل جریان مزبور با یکدیگر موازی نیستند، نیروهای مورد اشاره هم امتداد نخواهند بود.



چنانکه ملاحظه می گردد دو جسم (دو مفتول حامل جریان) به یکدیگر نیروهایی وارد می کنند که متقابل و هم راستا نیستند و این ظاهراً مغایر قانون سوم نیوتن یعنی قانون عمل و عکس العمل است.

نظر شما در این ارتباط چیست؟


نویسنده : حمید - از: فیروزآباد فارس
 
#1
ساعت: 22:37 - تاریخ: 28 تیر 1390
f بر صفحه شامل i و B عمود است در صورتیکه خ صفحه مذکور در محل هر دو سیم رسم شود ملاحظه میشود  نیروها هم امتداد هستند 
نویسنده : علی
 
#2
ساعت: 08:54 - تاریخ: 29 تیر 1390
چنانكه مي دانيد بارهاي الكتريكي ساكن به يكديگر نيروي موسوم به نيروي كولوني وارد مي كنند. اين نيروها متقابل ، مساوي و هم راستا هستند، بنابراين با قانون سوم نيوتن يعني عمل و عكس العمل تطابق كامل دارند. اما اگر همين دو بار الكتريكي حركت كنند ميادين مغناطيسي شكل مي گيرند و نيروهاي ديگري كه منشأ مغناطيسي دارند نيز در سيستم ظاهر مي شود. بردار اين نيروي جديد مطابق قوانين الكتروديناميك عمود بر مسير حركت هر يك از بارها همچنين ميدان مغناطيسي ناشي از حركت بار ديگر است.
فرض كنيد دو بار الكتريكي روي دو خط راست به موازات هم حركت كنند. نيروي الكتروديناميك وارد بر هر بار عمود بر مسير حركت در نتيجه با نيروي وارد بر بار ديگر مساوي ، متقابل و هم راستا است. بنابراين مشكلي با قانون سوم نيوتن وجود ندارد. حال اگر اين دو بار با زاويه اي غير صفر روي خطوط راستي نسبت به هم حركت كنند. برآيند نيروهاي اعمالي به هر يك از بارها ديگر هم راستا نيستند زيرا هر يك مجبور است بر مسير حركت خود عمود باشد ، به اين ترتيب قانون عمل و عكس العمل ظاهراً نقض مي شود.
بطور كلي شرايط فيزيكي حاكم بر سيستم الكترومغناطيسي وقتي يك سيم حامل جريان الكتريكي است با شرايطي كه يك بار الكتريكي مجزا در مسيري حركت مي كند متفاوت است. يك سيم حامل جريان حتي هنگامي كه در حال انتقال انرژي است از لحاظ الكتريكي خنثي است اما هنگامي كه در مورد جريان الكتريكي ناشي از حركت يك بار الكتريكي در فضا صحبت مي شود علاوه بر ميدان مغناطيسي ناشي از حركت بار با ميدان الكتريكي ناشي از بار مستقل بويژه تغييرات ميدان الكتريكي ناشي از حركت آن مواجه هستيم. به هر حال به هنگام حركت بار الكتريكي محتواي انرژي تجسم يافته در ميدان الكتريكي ناشي از بار مجزا دائماً در حال تغيير است. اين تغييرات انرژي به هنگام باز نويسي معادلات نيروي وارد بر دو بار متحرك در مسئله ما ملحوظ نمي گردد.
بنابراين در سيستمهاي الكتروديناميك هر چند قانون سوم نيوتن به ترتيبي كه اشاره شد نقض مي شود اما قوانين اساسي طبيعت مثل قانون بقاي انرژي همچنين قانون بقاي اندازه حركت بدلايل ذكر شده همچنان معتبر باقي مي مانند.
قانون بقای اندازه حرکت خطی حتی در فیزیک اتمی و هسته‌ای نیز صادق است. هرچند در آن محدوده ، مکانیک نیوتنی معتبر نیست، لذا قانون بقای تکانه خطی باید اساسی‌تراز قوانین نیوتن باشد و لذا برای بدست آوردن آن باید فرض‌هایی قویتر از آنچه لازم است، باید به عنوان مبنای کار مورد توجه قرار گیرد. این امر حتی در چارچوب مکانیک کلاسیک نیز صادق است. بنابراین اساساً باید نگران نقض قانون بقای اندازه حرکت بود. بطور معمول قانون سوم نیوتن جهت اثبات قانون مهمتر بقای اندازه حرکت بکار می رود، بنابراین اگر در جایی نگران نقض قانون بقای اندازه حرکت نباشیم، نقض قانون سوم نیوتن چندان اهمیت ندارد. در دو سیم حامل جریان غیر موازی به دلیل دینامیک سیستم و گشتاور اعمالی به سیمها دو سیم نسبت به یکدیگر حرکت کرده و میدان مغناطیسی منتجه تغییر خواهد کرد. در شرایط تغییر میدان مغناطیسی نیز محتوای انرژی سیستم ثابت نبوده و نمی توان انتظار بقای اندازه حرکت را داشت. بنابراین در این حالت نیازی به اثبات درستی قانون سوم نیوتن نداریم.
 
نویسنده : حمید - از: فیروزآباد فارس
 
#3
ساعت: 01:19 - تاریخ: 25 دی 1396
سپاسگذار از توضیح کامل و علمی شما
میتونید در مورد ریل گان و تئوری اون بطور دقیق توضیح بدید؟
ممنونم 
نویسنده : arash - از: iran
 
درج پاسخ

 
 
تغییر زبان :