تم التدقيق بواسطة: محتويات
تطبيقات بسيطة على قانون كولوم في الحياة اليومية
تعرف فيما يلي على كل ما يتعلق بقانون كولون بمظاهر الحياة اليومية المختلفة:
يُعبَّر عن نص قانون كولوم بأنّه القوة الكهربائيّة المتبادلة بين أي شحنتين نقطيتين أو جسمين مشحونين والتي تتناسب تناسبًا طرديًا مع مقدار كل من هاتين الشحنتين، بشرط وجود مسافة بينهما، وتتناسب هذه القوة عكسيًا مع مربّع المسافة الواقعة بينهما، يُعبَّر عن هذا القانون رياضياً وِفق المُعادلة: القوة المتبادلة (قوة كولوم) = ثابت كولوم×(الشحنة 1×الشحنة 2)/مربع المسافة، ويجب الانتباه عند تعويض الإشارة السالبة؛ فوضعها في المُعادلة يكون بشكلها المُطلق دون الإشارة السالبة.[١]
والجدير بالذكر أن قانون كولوم قد سمي على اسم العالم الذي اكتشفه، وهو العالم الشهير شارل كولوم.
خلط المواد في الماء
يُطبق قانون كولوم في الكثير من مظاهر الحياة اليومية أبرزها في خلط المواد في الماء إذ أنه أهم قانون للمجال الكهربائي؛ إذ تلعب قطبية المادة المُراد إذابتها الدور الرئيسي والمُهم في تحديد قابليتها للذوبان في المذيب في حقل كهربائي، وهذه الإذابة تتم بعد تفاعل إلكتروستاتيكي بين المذيب والمُذاب، فيُلاحظ وجود قانون كولوم وشروطه ليتم هذا التفاعل، ومن الأمثلة على تطبيق قانون كولوم في هذه الجزئية:[٢]
- خليط ملح الطعام الذي ينجذب للماء بِفضلِ طبيعتهِ القُطبية.
- الزيت وبسبب طبيعته غير القُطبية لا ينجذب للماء ولا يذوب فيه.
التصاق البالون بالجدار
فَرك البالون بقطعة قماش أو بالجسم يولد كمية من الشحنات السالبة على سطحه، وعند تقريب هذا البالون سالب الشحنة من جدار موجب الشحنة أو مُحايد الشحنة تعمل قوة الجذب الموجودة بين الجسمين على لصق البالون بالجدار، وهذا المثال تطبيق واضح لقانون كولوم، والذي ينص على تجاذب أي جسمين مشحونين بشحنة مُختلفة وبينهما مسافة.[٢]
القضيب المشحون
يُشحن قضيب زجاج بفركه بنوع مُعين من القماش الصوفي أو الحريري، وبعد شحنه يُصوب هذا القضيب المشحون على قطع صغيرة من الورق أو أجسام صغيرة ذات شُحنة موجبة كالريش؛ فتنجذب نحو القضيب هذه الأوراق أو الريش أو أي مادة مشحونة بسبب قوة الجذب للأجسام القريبة، وهذا تطبيق آخر واضح لقانون كولوم.[٢]
المِشط وقطع الورق
تترسب الشُحنات على أسنان المِشط بعد فركه بالشعر، وينجذب المشط المشحون بتقريب المشط من قصاصات ورق مشحونة بشحنة معاكسة أو لا تملك شحنة أي مُحايدة الشحنات، وهذا التفاعل الكهربائي بين الشُحنات المختلفة تطبيق واضح لقانون كولوم.[٢]
تطبيقات عملية على قانون كولوم في التكنولوجيا
تعرف فيما يلي على كل ما يتعلق بتطبيقات عملية على قانون كولون في التكنولوجيا:
يُعد قانون كولوم أحد القوانين الأساسية للفيزياء والكهرباء الساكنة، وعند دراسة الكهرباء وعلوم التكنولوجيا يُستخدم قانون ومبادئ كولوم في الكثير من الأحيان، وهو ما يتطلب من الباحثين العمل بقانون كولوم بهدف تطوير التكنولوجيا، كما يقوم العلماء بدراسة المعادن لفهم طبيعة الهياكل البلورية المحددة لاستخدامها بشكل صحيح في التطبيقات والصناعات التكنولوجية.[٢]
الطلاء الإلكتروستاتيكي
يتمثِّل الطلاء الإلكتروستاتيكي بعمليات رش خاصة لطلاء المعادن باستخدام مُسدس رش الطلاء على سطح العمل المُراد طلائه، وذلك كما يأتي:[٣]
- يطبق الطلاء الإلكتروستاتيكي بشكل مُباشر نظام الشُحنة الكهربائية على المحلول السائل المُراد رشه، والسطح الذي يستقبل هذا المحلول.
- يحمل السائل شُحنة موجبة أثناء مرورها من فوهة الرش، بينما يحوي السطح المُراد رشه شحُنة سالبة.
- يجذب البروتونات الزائدة في الذرات الموجبة عند الرش للرذاذ المُنطلق مع إلكترونات الشحنة السالبة للسطح، وهذا تطبيق عملي إلكتروني لقانون كولوم.
نظام رش الطلاء الإلكتروستاتيكي له العديد من المزايا بجانب أنه تجربة قانون كولوم؛ أهمها:[٤]
- طريقة قليلة التكلفة، والشحنات بداخلها تتحكم بالرش وتعمل على تقليل كثافته.
- نظام صديق للبيئة.
- إمكانية طلاء جميع أنواع الأسطح بالتساوي.
التصوير الجاف
استُخدم التصوير الجاف (بالإنجليزية: Xerography) مُنذ اختراعه من قبل الفيزيائي الأمريكي تِشَيْستَر.ف. كَارلسُنْ في عام 1938م، وطوَِر النظام بعد ذلك عِدة مرات، ويعد نظام التصوير الجاف أحد طرق النسخ بالتصوير، وعلى عكس طرق التصوير التي سبقت هذا النظام، فإنّ عملية التصوير فيه جافة بشكل تام، ولا تتطلب وجود أي سائل عند استخدامها، وهي تعتمد على ظاهرتين طبيعيتين هما:[٥]
- زيادة الموصلية الكهربائية عند تعرّض المواد للضوء.
- تجاذب المواد الحاملة للشحنات الكهربائية المتعاكسة في المجال الكهربائي للتصوير:[٥]
الخلاصة
قانون كولوم من أهم قوانين الفيزياء في إيجاد قيمة الشحنات والقوة التي تحكمها (الكهروستاتيكيّة)، ولها الكثير من التطبيقات العملية والتكنولوجيا المُفيدة في الحياة العملية، وقد سُمي هذا القانون باسم العالم شارل كولوم الذي أوجد هذا القانون بشكله الحالي عام 1784م بعد العديد من التجارب المخبرية والعملية.
المراجع
- ↑ " Coulomb's Law", Physics classroom, Retrieved 24/8/2021. Edited.
- ^ أ ب ت ث ج "8 Coulomb’s Law Examples in Daily Life", Studious guy, Retrieved 24/8/2021. Edited.
- ↑ " Corvus Disinfecting Programs: Electrostatic Spraying", Corvus janitorial, Retrieved 24/8/2021. Edited.
- ↑ "The Benefits Of The Electrostatic Spraying Method", Precision dip coating, Retrieved 24/8/2021. Edited.
- ^ أ ب "Chester Carlson and Xerography", xerox, Retrieved 24/8/2021. Edited.
