ما اسم القاعدة المستخدمة لتحديد اتجاه القوة المغناطيسية في الفيزياء، تعرف الفيزياء انها من أهم العلوم الطبيعية التي تقوم بدراسة الطبيعة بشكل كامل، وذلك من خلال مجموعة من القواعد والقوانين التي اوجدها العلماء للتعامل مع الحالات المختلفة، وسنتعرف في هذا المقال على أهم المعلومات المتعلقة بالقوة المغناطيسية، و ما اسم القاعدة المستخدمة لتحديد اتجاه القوة المغناطيسية في الفيزياء.
ما هي القوة المغناطيسية
قبل تحديد اسم القاعدة المستخدمة لتحديد اتجاه القوة المغناطيسية، يجب أولاً إعطاء نظرة عامة على المغناطيسات والمجال المغناطيسي
- المغناطيس، أو “المغناطيس” في اللغة الإنجليزية، هو مادة أو كائن يولد مجالًا مغناطيسيًا ويجذب المواد المغناطيسية نحوه ويتميز بمجالها وقوتها واتجاهها.
- المجال المغناطيسي، ويسمى أيضًا الحث، أو المجال هو القوة التي تنشأ في الفضاء حول جسم ممغنط ويتم قياسها في تسلا.
ما اسم القاعدة المستخدمة لتحديد اتجاه القوة المغناطيسية في الفيزياء
اسم الطريقة المستخدمة لتحديد اتجاه القوة المغناطيسية هو قاعدة اليد اليمنى.
- حيث يتم توجيه إبهام اليد اليمنى إلى اتجاه حركة الشحنات، أي السرعة، بينما يكون اتجاه باقي الأصابع في اتجاه المجال المغناطيسي، فيأتي اتجاه القوة مع سهم اتجاهي افتراضي قادم من راحة اليد بشكل عمودي عليها.
- وتجدر الإشارة إلى أن هذه الطريقة تنطبق حصريًا على الأشياء الموجبة الشحنة، لأن اتجاه القوة في حالة الشحنات السالبة يكون عكس الاتجاه الذي تم الحصول عليه باستخدام قاعدة اليد اليمنى.
- لذلك يجب استخدام اليد اليسرى بدلاً من اليد اليمنى عند التعامل مع الشحنات السالبة.
- هذا السؤال يستدعي الخوض في عالم الفيزياء الكلاسيكية، حيث أن أهم استخدام تاريخي للمغناطيس هو البوصلة التي استخدمها الإنسان منذ القدم لتحديد الاتجاهات، كما ظهرت في الصين منذ القرن الثالث عشر قبل الميلاد.
- القاعدة الثالثة لليد اليمنى، حيث يجب معرفة اتجاه التيار الكهربائي واتجاه المجال المغناطيسي، أي واضح.
- يطلق عليه قاعدة اليد اليمنى.
اشهر استخدامات المغناطيس
تُستخدم المغناطيسات في العديد من مجالات الحياة المتنوعة وهي أدوات أساسية في العديد من الصناعات المختلفة، بما في ذلك ما يلي:
- المجال الطبي: لتنشيط الدورة الدموية وعلاج التهاب المفاصل والعظام.
- الصناعة الكهربائية: باستعمال أجهزة التليفزيون أو المكيفات أو الثلاجات.
- صناعة السماعات: وتعتبر المكون الرئيسي لمكبرات الصوت وأجهزة التسجيل.
- ألعاب البناء: لحمل الدمى وألواح التعلم ولعب البناء والتشييد جميعها مغناطيسات مختلفة الحجم.
- تثبيت الملصقات: تُستخدم لحفظ الصور والملاحظات المهمة ولصقها.
- تستخدم للقطارات: تحتوي محركات القطارات وبعض المركبات على مغناطيس كهربائي، معظمها في بطاريات.
- تستخدم على بطاقة الائتمان: يحتوي الجزء الخلفي من بطاقة الائتمان على مغناطيس صغير يستخدم لتخزين المعلومات الرقمية الشخصية لحامل البطاقة.
كيفية حساب القوة المغناطيسية
- من حيث المبدأ، يعتمد مقدار القوة المغناطيسية المتبادلة بين جسمين مشحونين على مقدار الشحنة في الجسم، بالإضافة إلى مقدار حركته والمسافة بين الجسمين.
- المعروف في معظم المشاكل ماعدا المراحل المتقدمة من دراسة القوة المغناطيسية.
- من الضروري إيجاد القوة المغناطيسية لجسم مشحون بحجم ثابت، يتحرك بسرعة ثابتة ويوضع في مجال مغناطيسي منتظم.
- أي المجال المغناطيسي للجسم الآخر وحتى إذا لم نكن نعرف حجم المجال المغناطيسي، فلا يزال من الممكن استخدام هذه الطريقة.
- يمكن حساب المجال المغناطيسي بناءً على المسافة والتيار.
- حيث يمكن إيجاد القوة المغناطيسية بالعلاقة التالية:
- S = uxwxnx sin θ
- حيث “s” هي القوة المغناطيسية، (u) كمية الشحنة، “p” هي سرعة حركة الشحنات، “n” هي مقدار المجال المغناطيسي الذي يتحرك الجسم خلاله،
و “θ” هي الزاوية بين اتجاه حركة الشحنات واتجاه المجال المغناطيسي.
عند استخدام النظام الدولي للوحدات، تكون وحدة القوة هي النيوتن، ووحدة السرعة م / ث، ووحدة المجال المغناطيسي هي التسلا.
اكتشف اتجاه القوة المغناطيسية
نعلم أن القوة كمية متجهة، لذا فإن حساب سعة القوة المغناطيسية وحدها لا يكفي لوصف هذه القوة لأنه من الضروري معرفة اتجاه هذه القوة.
- يمكن إيجاد اتجاه القوة المغناطيسية باستخدام (قاعدة اليد اليمنى) ؛ حيث يشير إبهام اليد اليمنى إلى اتجاه حركة الشحنات (اتجاه السرعة)، بينما نقوم بعمل اتجاه باقي الأصابع مع اتجاه المجال المغناطيسي.
- وبالتالي فإن اتجاه القوة مع اتجاه السهم الافتراضي يكون خارج كف اليد وعموديًا عليها.
- وتجدر الإشارة إلى أن هذا ينطبق فقط على الأشياء ذات الشحنات الموجبة.
- حيث يكون اتجاه القوة عند الحديث عن الشحنات السالبة معاكسًا للاتجاه الذي نحصل عليه عند استخدام قاعدة اليد اليمنى، أي يمكنك فقط استخدام اليد اليسرى بدلاً من اليمين عندما يتعلق الأمر بالشحنات السالبة.
تعرف على المجال المغناطيسي
حيث يرتبط مفهوم القوة بمفهوم المجال، على سبيل المثال إذا كان لدينا شحنتان، فستكون هناك قوة بينهما دون الحاجة إلى لمسهما.
- ينتج التفاعل بين هاتين الشحنتين أو الأجسام المشحونة عن وجود المجال الكهربائي.
- وينطبق الشيء نفسه على الأجسام المغناطيسية، حيث ليس من الضروري أن يتلامس المغناطيس ويقطع الحديد أو المغناطيسات الأخرى للتأثر بالقوة المغناطيسية.
- حيث يوجد مجال مغناطيسي ووجوده يعني وجود قوة مغناطيسية.
تحديد المجال المغناطيسي
المجال المغناطيسي هو أداة تستخدم في الفيزياء لوصف القوة المغناطيسية حول المغناطيس، إذا أردنا حساب القوة وليس لدينا معلومات عن المجال المغناطيسي.
يمكن العثور عليها، كما ذكرنا سابقًا، من خلال التيار والمسافة بين السلك الذي يتدفق فيه تيار كهربائي من T على مسافة “q” من هذا السلك بالعلاقة التالية:
- g = μ0 × t / 2 × π × v
- عندما يكون “μ0” ثابتًا يُعرف باسم نفاذية الفراغ للمجال المغناطيسي، فهو يساوي 4π × 10-7 Tesla * m / ampere.
اعرف الفرق بين قاعدة اليد اليمنى وقاعدة اليد اليسرى
في شرح مبسط، باستخدام قاعدة اليد اليسرى لفليمينغ (المعروفة أيضًا باسم “قاعدة اليد اليسرى لفليمينغ للمحركات).
- يمكننا إيجاد اتجاه القوة المؤثرة على السائق عندما يكون تحت مجال مغناطيسي، وبالمثل، إذا تم إحضار موصل بقوة تحت مجال مغناطيسي، فسيكون هناك تيار مستحث في هذا الموصل، يمكن أيضًا إظهار اتجاه هذه القوة باستخدام قاعدة اليد اليمنى لـ Fleming.
- في قواعد اليد اليمنى واليسرى في Fleming، هناك علاقة بين المجال المغناطيسي والتيار والقوة، ويتم تحديد هذه العلاقة مباشرة من خلال قاعدة Fleming لليسار وقاعدة Fleming اليمنى على التوالي.
- لا تحدد هذه القواعد الحجم ولكنها تشير بدلاً من ذلك إلى اتجاه إحدى المعلمات الثلاثة، المجال المغناطيسي والتيار والشدة، ومتى يصبح اتجاه المعلمتين الأخريين معروفًا.
- تنطبق قاعدة Left Fleming بشكل أساسي على المحركات الكهربائية، بينما تنطبق قاعدة Left Fleming بشكل أساسي على المولدات.
أشهر المعلومات عن فلمينج
وهو من أشهر المهندسين الكهربائيين وتخصصنا في دراسة الفيزياء. اخترع أول صمام حراري أو أنبوب مفرغ.
- كما صمم جهاز الإرسال اللاسلكي الذي تم بواسطته أول إرسال لاسلكي عبر المحيط الأطلسي.
- الذي أنشأ قاعدة اليد المستخدمة في الفيزياء.
- كان فليمينغ أكبر إخوته السبعة، وكان والده قسيسًا في الجماعة.
- تم تعميد زوجته، ماري آن، في لانكستر، في 11 فبراير 1850، كمسيحية متدينة وخطرت مرة في سانت مارتن في الحقول، لندن لإثبات قيامته.
- في عام 1932، ساعد جون فليمنج ودوغلاس ديوار وبرنارد أكوورث في بناء حركة الاحتجاج التطورية.
- ورث فليمنغ الكثير من ممتلكاته للجمعيات الخيرية المسيحية، وخاصة للفقراء.
- كان أيضًا مصورًا مشهورًا، رسم بالألوان المائية وكان يحب تسلق جبال الألب.
وفي ختام المقال نكون قد تعرفنا على اهم المعلومات المتعلقة بالقوة المغناطيسية ومدى تأثيرها على الجاذبية وما اسم القاعدة المستخدمة لتحديد اتجاه القوة المغناطيسية في الفيزياء.