كيف تلعب الخرزة العائمة
- اختر اختبارًا واقرأ على البطاقة الشحنات أو الكتلة أو الارتفاع المطلوب.
- استخدم k·q₁·q₂ ÷ r² = m·g مع الشحنات بالكولوم وr بالأمتار وm بالكيلوغرام.
- اكتب توقّعك واضغط ابدأ. يُنزل الخيط الخرزة العليا من أعلى الأنبوب.
- انظر أين يرتخي الخيط، وقارنه بخطك البرتقالي أو بالهدف الرمادي.
قانون كولوم
تتنافر شحنتان إذا كانتا من الإشارة نفسها وتتجاذبان إذا كانتا من إشارتين متعاكستين. في عام 1785 قاس شارل أوغستان دو كولوم هذه القوة بميزان اللّي ووجد F = k·q₁·q₂ ÷ r²، حيث k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C². تزداد القوة مع كل شحنة وتقل مع مربع المسافة: نصف المسافة يعني أربعة أضعاف القوة. وتؤثر في الشحنتين بالمقدار نفسه وفي اتجاهين متعاكسين. بين الأجسام الصغيرة تكون القوة الكهربائية أقوى من الجاذبية بقدر هائل: بضع عشرات من النانوكولوم على خرزتين تفصلهما بضعة سنتيمترات تكفي لحمل إحداهما في وجه جذب الأرض كلها. لهذا يستطيع بالون مدلوك أن يرفع شعرك.
نموذج تعليمي مركّز
الخرزتان كرتان صغيرتان، فتعملان كشحنتين نقطيتين، وr هي المسافة بين مركزيهما. الزجاج عازل تام والخرزتان لا تفقدان شحنة. يُنزَل طرف الخيط بانتظام من أعلى الأنبوب (16 cm) إلى 0.6 cm خلال 2 s، ببطء يجعل الخرزة متزنة دائمًا: يشدّ الخيط بقوة m·g − F ما دامت موجبة، ويرتخي تمامًا حيث F = m·g. الخرزة التي تُدفَع بأكثر من وزنها منذ الأعلى تبقى عند الغطاء؛ والأثقل من أن تطفو تستقر على السفلى. الأنبوب والمسافة بالمقياس الحقيقي؛ والخرزتان مرسومتان أكبر. الإجابات ضمن 2% صحيحة.