۲۰ امتحان نهایی / فیزیک · الکتریسیته
بار، فاصله، بردار

قانون کولن؛
هر نیرو را جدا بساز و برآیند را پس از تعیین جهت‌ها حساب کن

اندازهٔ نیرو از قدرمطلق بارها به دست می‌آید، اما جهت به علامت‌ها و هندسه وابسته است. بار هدف را ثابت نگه دار و اثر هر منبع را جدا رسم کن.

F = k|q₁q₂|/r²

بار هدف و بارهای منبع را جدا کن

مشخص کن نیروی خالص بر کدام بار خواسته شده است. همهٔ بردارها باید اثر دیگر بارها بر همان بار هدف باشند.

جذب یا دفع را پیش از محاسبه تعیین کن

بارهای هم‌نام همدیگر را دفع و ناهم‌نام جذب می‌کنند. جهت بردار را روی خط و از جای بار هدف رسم کن.

کارت حل قانون کولن

بار هدف ← منبع‌ها ← علامت‌ها ← فاصلهٔ مرکز تا مرکز ← اندازهٔ هر نیرو ← جهت ← مؤلفه‌ها ← برآیند ← کنترل

فاصله را مرکز تا مرکز و با واحد یکسان بگیر

فاصلهٔ واردشده در قانون کولن میان محل دو بار است و به توان دو می‌رسد. تبدیل سانتی‌متر به متر را پیش از مربع‌کردن انجام بده.

اندازه را با قدرمطلق بارها حساب کن

فرمول اندازه مقدار نامنفی می‌دهد. علامت بارها را برای جهت استفاده کن و آن‌ها را دوباره به صورت علامت نیرو وارد نکن.

اصل برهم‌نهی را نیروبه‌نیرو اجرا کن

وجود بارهای دیگر رابطهٔ دو بار را حذف نمی‌کند. نیروی هر منبع بر هدف را جدا بساز و سپس جمع برداری انجام بده.

در یک بعد محور علامت‌دار انتخاب کن

راست یا بالا را مثبت تعیین و هر نیرو را با علامت مؤلفه‌اش وارد کن. جمع سادهٔ اندازه‌ها فقط وقتی جهت‌ها یکسان‌اند درست است.

در دو بعد نیروها را به مؤلفه بشکن

زاویه را نسبت به محور مشخص بگیر و مؤلفه‌های x و y را جدا جمع کن. سپس اندازه و جهت برآیند را از دو مؤلفه به دست آور.

تقارن را پیش از محاسبه پیدا کن

در آرایش متقارن ممکن است برخی مؤلفه‌ها حذف و برخی تقویت شوند. تقارن را با جهت بردارها ثابت کن، نه فقط شباهت فاصله‌ها.

تغییر فاصله را با قانون عکس مربع بسنج

اگر فاصله چند برابر شود، نیرو با مربع آن نسبت وارون دارد. نسبت‌گیری می‌تواند بدون محاسبهٔ دوباره نتیجه را بدهد.

نتیجه را با پیش‌بینی جهت کنترل کن

پیش از عددگذاری جهت تقریبی برآیند را حدس بزن و بعد با جواب مقایسه کن. برای میدان به میدان صفر و خطوط میدان و برای پایه به الکتریسیتهٔ ساکن برو.