المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر


Electrostatic Forces and Scaling  
  
1230   02:28 مساءاً   date: 9-8-2016
Author : Sidney B. Cahn Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 1 , p 43


Read More
Date: 11-8-2016 1051
Date: 14-8-2016 768
Date: 11-8-2016 952

Electrostatic Forces and Scaling

a) Consider two solid dielectric spheres of radius a, separated by a distance R(R >> a). One of the spheres has a charge q, and the other is neutral (see Figure 1.1a). We scale up the linear dimensions of the system by a factor of two. How much charge should reside on the first sphere now so that the force between the spheres remains the same?

b) Now consider a conducting ring made of thin wire, where d is the diameter of the wire and D is the diameter of the ring (again, D >> d) A charge Q placed on the ring is just sufficient to cause the ring to

Figure 1.1a

Figure 1.1b

break apart due to electrostatic repulsion (see Figure 1.1b). As in (a), the linear dimensions of the system are multiplied by two. At what charge will the new ring break?

SOLUTION

a) The charged sphere will polarize the neutral one, which acquires a dipole moment p proportional to the electric field created by the charged sphere

The force between the dipole and the charged sphere is given by the product of the dipole moment and the gradient of the electric field at the dipole:

The condition that F = F' after increasing the distance by a factor of two gives for the new charge q'

So

b) The charge Q will be distributed uniformly along the wire. So the Coulomb force between some point on the ring and the rest of the ring will be proportional to the square of Q and inversely proportional to the square of the diameter D of the ring

(1)

When the ring breaks, the elastic force Fe attempting to maintain the integrity of the ring is given by

(2)

where σ is the ultimate strength, which depends only on the material of the wire, and S is the cross section of the wire. At the point when the ring parts, FQ = Fe, so equating (1) and (2), we obtain

Scaling up the linear dimensions by a factor of two gives

Therefore




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.