هي القوة المغناطيسية قوة تلامس: لماذا وكيف ومتى وحقائق مفصلة


في هذه المقالة ، سنناقش لماذا وكيف تكون القوة المغناطيسية قوة اتصال ؛ ومختلف الحقائق.

القوة المغناطيسية هي قوة غير ملامسة لأنها يمكن أن تجذب أو تطرد الأشياء من مسافة بعيدة دون أن تتفاعل جسديًا مع الأشياء.

قوة الاتصال

القوة المطبقة على الجسم عن طريق الاتصال الجسدي بالجسم تسمى قوة الاتصال. أمثلة على قوى الاتصال هي قوة التوتر ، القوة العادية ، مقاومة الهواء ، قوة الزنبرك ، القوة المطبقة. هنا ، لا يوجد مجال مرتبط لتطبيق القوة. يتم ممارسة القوة على الجسم الآخر فقط عن طريق الاتصال الجسدي.

قوة عدم الاتصال

تسمى القوة المؤثرة على الجسم من مسافة بعيدة دون لمسه أو بممارسة قوة جسدية عليه قوة عدم التلامس. أمثلة على قوى عدم التلامس هي قوة الجاذبية ، القوة المغناطيسية ، الكهرباء الساكنة ، القوة النووية يرتبط المجال بكل هذه القوى ويعمل على أي كائن موجود في هذا المجال.

القوة المغناطيسية

في وجود مجال كهربائي خارجي ، تميل حاملات الشحنة الموجبة والسالبة داخل الموصل إلى محاذاة نفسها وفقًا للحقل الخارجي المطبق. ينتج عن هذا انجرافات صغيرة لحاملات الشحن. بسبب هذا التنقل ، يتم إنشاء المجال المغناطيسي داخل الموصل. ينجرف الجسيم الموجود داخل المادة في مسار حلزوني.

يتم اختبار القوة المغناطيسية بشكل عمودي على حركة الجسيمات في مجال مغناطيسي للحفاظ على محاذاة الدورات في نفس الاتجاه دون التأثير على الاتجاه. تُعطى القوة المغناطيسية بالعلاقة:

F = qvB

[اللاتكس] F = qvB [/ اللاتكس]

تعتمد القوة المغناطيسية على شحنة الناقل وسرعة الجسيمات والمجال الخارجي المطبق.

بعد ذلك ، فإن المغناطيس الذي هو بالفعل مادة ممغنطة لديه ميله الخاص لإنتاج مجال مغناطيسي حول نفسه بسبب وجود مجال ثنائي القطب المغناطيسي داخل المغناطيس حتى في حالة عدم وجود أي إمداد خارجي. ثنائي القطب هو فاصل بين الشحنة الموجبة والسالبة للجسيم بسبب وجود مجال خارجي.

لماذا القوة المغناطيسية هي قوة غير تلامسية

تتكون القوة المغناطيسية أساسًا من نوعين ؛ القوة الجاذبة والقوة البغيضة. إذا تم وضع الجسم الذي له خصائص مغناطيسية حديدية في هذا المجال ، فسوف يواجه القوة الجذابة عليه. بالنسبة للكائن ذي السلوكيات المغناطيسية عند وضعه في مجال مغناطيسي ، ستأتي القوة الطاردة في فعل يميل إلى دفع الجسم بعيدًا عن منطقة المجال المغناطيسي.

يتم ترتيب ثنائيات الأقطاب داخل المادة الممغنطة في مستعمرات لها دوران واتجاهات محددة. عندما تتأثر بالمجال الخارجي ، فإن جميع مستعمرات ثنائيات الأقطاب ستتحاذى في اتجاه معين عن طريق تغيير دورانها ومحاذاةها لبناء قوة الجذب على المادة لسحبها أقرب إليها.

يتم ممارسة القوة على المادة فقط عندما يتم وضع هذه المادة في منطقة المجال المغناطيسي التي ينتجها المغناطيس. يُنظر إلى المجال المغناطيسي على أنه خطوط تدفق تمر من قطب إلى آخر تظهر أن أحد القطبين جذاب والآخر مثير للاشمئزاز. نظرًا لوجود قطبين مختلفين لهما خصائص الجذب والتنافر ، يُعتقد أن خطوط المجال المغناطيسي تقع في دوائر متحدة المركز تنبثق من القطب المثير للاشمئزاز وتبرز في القطب الجذاب للمغناطيس.

سيُظهر أي جسم له خصائص مغناطيسية أو مغناطيسية قوة جذب أو تنافر قوية عند وضعه في المجال المغناطيسي. القوة التي تتعرض لها الأجسام دون أن تكون على اتصال وثيق بالمغناطيس ، ولكن فقط عند إدخال الجسم في المجال المغناطيسي للمغناطيس. ومن ثم ، فإن القوة المغناطيسية هي قوة عدم الاتصال.

كيف تعرف ما إذا كانت القوة هي قوة الاتصال

قوة الاتصال هي القوة التي تمارس على نظام ما عندما يطبق جسم آخر قوة جسدية عليه ويتم القيام ببعض العمل أثناء القيام بذلك.

على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك رجلاً يدفع صندوقًا حمولة 50 كجم. سيتم إزاحة الصندوق فقط عندما يدفع الرجل الصندوق بعيدًا عنه. العمل المنجز لإزاحة الصندوق على مسافة 'x' من الموضع الأصلي يُعطى كـ [اللاتكس] العمل = القوة \ مرات x [/ اللاتكس]. القوة التي يمارسها الرجل لدفع الصندوق هي قوة الاتصال.

هي القوة المغناطيسية قوة اتصال
مثال على قوة الاتصال: رجل يدفع حمولة

يوفر قوة الاحتكاك هو مثال آخر. عدم انزلاق السيارة عند التسارع بسبب قوة الاحتكاك وهي أيضًا قوة تلامس بين الإطارات والطريق المعدني.

تحدث قوة التلامس فقط عندما يمارس جسم ما قوة على جسم آخر من خلال ملامسته الجسدية.

كيف تكون القوة المغناطيسية قوة غير تلامسية

هناك قوة جذب وتنافر بين طرفين مختلفين للمغناطيس ، وهذا محسوس عبر المنطقة المحيطة به. كلما زاد حجم المادة الممغنطة أو المغناطيس ، زادت مساحة منطقة المجال المغناطيسي التي ينتجها المغناطيس. تعتمد قوة المغناطيس على كثافة التدفق المغناطيسي لكل وحدة طول المقطع العرضي.

هذه القوة المغناطيسية هي قوة أساسية في الطبيعة يختبرها جسيمان متضادان الشحنة في المادة ولا تُلاحظ القوة إلا عندما يكون الجسم موجودًا في منطقة المجال المغناطيسي التي ينتجها المغناطيس دون الاتصال الفعلي فعليًا ، بينما لا يتم ملاحظة القوة. يتم العمل خلال هذه العملية.

عندما يتم تقديم أي مادة في منطقة المجال المغناطيسي على مسافة بعيدًا عن الأقطاب المغناطيسية ، ستبدأ الإلكترونات غير المزاوجة من مركب المادة بالتفاعل مع المجال الخارجي. سيحاول القطب الموجب للمغناطيس جذب المادة إذا تم إثراء المادة بعدد أكبر من الإلكترونات غير المتزاوجة وسوف تتنافر إذا كان هناك نقص في الإلكترونات.

إذا كانت القوة المغناطيسية ستأتي في السيناريو فقط عندما تم شراء المغناطيس في اتصال مادي مع المادة المغناطيسية ، على سبيل المثال قضيب حديدي ؛ ثم يمكننا القول أن القوة المغناطيسية هي قوة تلامس ، لكنها لا تحدث بهذه الطريقة. حتى لو أدخلنا القضيب الحديدي في المجال المغناطيسي الذي ينتجه المغناطيس ووضعه على مسافة معينة بعيدًا عن أقطاب المغناطيس ، فإنه سيؤثر أيضًا على القضيب الحديدي الذي يميل إلى جذب قضيب حديدي نحو المغناطيس . ستواجه الإلكترونات غير المزاوجة من القضيب الحديدي قوة التنافر من القطب السالب

كيف تعمل القوة المغناطيسية بدون اتصال مباشر

عندما يتم وضع المادة الممغنطة في منطقة المجال المغناطيسي حول المغناطيس ، فإن ثنائيات الأقطاب الموجودة داخل المادة ستختبر القوة المغناطيسية وستوجه نفسها في اتجاه المجال المطبق. يعتمد هذا على الخاصية المغناطيسية للمادة ، والنفاذية ، والتدفق المغناطيسي الذي يخترق المادة لكل وحدة مساحة المقطع العرضي.

دعونا نفكر في مثال بسيط لقضيب مغناطيسي ومسمار حديدي. عندما يتم وضع المسمار الحديدي في مجال مغناطيس القضيب ، سوف ينجذب الظفر نحو القطب الشمالي. نفس الشيء سوف يتنافر عند الإمساك به في القطب الجنوبي لقضيب مغناطيسي. حيث أنه لن يتم ملاحظة أي قوى جذب أو تنافر على الظفر الحديدي عندما يتم وضعه بعيدًا قليلاً عن منطقة المجال المغناطيسي التي طورها قضيب المغناطيس.

انظر الصورة المصدر
يتم الاحتفاظ بقوة الجذب على مسمار حديدي على مسافة بعيدة قليلاً عن قضيب المغناطيس ؛ رصيد الصورة: theengineeringmindset

هذا لأن شدة المجال المغناطيسي موجودة فقط في منطقة التدفق المغناطيسي وتعتمد تمامًا على كثافة التدفق الذي يمر عبر منطقة وحدة ، وبعدها لن تظهر أي مادة أي جاذبية أو تنافر تجاه المغناطيس.

عندما يكون الجسم موجودًا في منطقة المجال المغناطيسي لقضيب المغناطيس ، فإن القطب الموجب لقضيب المغناطيس سوف يمارس قوة جذب على الشحنات السالبة في المادة والعكس صحيح ، كلتا القوتين متساويتان في الحجم وبالتالي الحديد يميل الظفر إلى جذب القطب الموجب للمغناطيس. هذه هي الطريقة المغناطيسية تعمل القوة دون أن تكون في الواقع ملامسة للأشياء ، وتؤثر بقوة على الجسم عندما يكون موجودًا في المجال المغناطيسي محاط بها.

بعض الأمثلة على القوة المغناطيسية

انحراف إبرة مغناطيسية في البوصلة ، مغناطيس مثبت على باب الثلاجات ، ميل للإبرة المغناطيسية في مقياس الميل لدراسة طبقات طبقات الصخور ، المغناطيس المستخدم في المحركات الكهربائية الذي ينتج عنه دوران المحرك ، في مكبرات الصوت والميكروفونات لإنتاج تأثير صوتي ، في المراوح لصد الجزء الثابت بعيدًا عن الدوار لزيادة السرعة ، إلخ.

مزيد من المعلومات حول ما الأشياء التي لها قوة مغناطيسية: حقائق شاملة عن كائنات مختلفة.

الأسئلة المتكررة

هل توجد قوة مغناطيسية بين الجسيمات المشحونة؟

ترتبط الشحنات المتحركة بالمجال المغناطيسي بسبب زخمها الزاوي ودورانها.

تظهر الجسيمات المشحونة قوى مغناطيسية فيما بينها أيضًا. تمامًا مثل قطعتين مغناطيسيتين ، فإن الشحنات المتشابهة سوف تتنافر بعيدًا عن بعضها البعض وعلى عكس الرسوم سوف تجتذب.

ما هي بعض الأمثلة على قوة عدم الاتصال التي نواجهها غالبًا؟

تمارس قوى عدم الاحتكاك من جانب جسم لآخر دون الاتصال الجسدي.

قطرات المطر على الأرض ، والأجسام التي تسقط على الأرض عند سقوطها ، وجاذبية المعدن على قضيب مغناطيسي بدون ملامسة جسدية ، وشحن الشعر وجذب قطع الورق ، وكرة ترتد على الأرض ، وأوراق ذبلت تتساقط على الأرض ، وانحراف إبرة مغناطيسية هي أمثلة قليلة على قوة عدم التلامس.

أكشيتا ماباري

مرحبًا ، أنا أكشيتا ماباري. لقد حصلت على ماجستير. في الفيزياء. لقد عملت في مشاريع مثل النمذجة العددية للرياح والأمواج أثناء الإعصار ، وفيزياء اللعب وآلات التشويق الآلية في مدينة الملاهي على أساس الميكانيكا الكلاسيكية. لقد تابعت دورة تدريبية حول Arduino وأنجزت بعض المشاريع الصغيرة على Arduino UNO. أحب دائمًا استكشاف مناطق جديدة في مجال العلوم. أنا شخصياً أعتقد أن التعلم يكون أكثر حماساً عندما يتعلم بالإبداع. بصرف النظر عن هذا ، أحب القراءة ، والسفر ، والعزف على الجيتار ، وتحديد الصخور والطبقات ، والتصوير ، ولعب الشطرنج. اتصل بي على LinkedIn - LinkedIn.com/in/akshita-mapari-b38a68122

آخر المقالات