نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل الآتي قضيبين متطابقين. توجد شحنات كهربية داخل القضيبين. الشحنات الموجبة موضحة باللون الأحمر والشحنات السالبة موضحة باللون الأزرق. جميع الشحنات متساوية المقادير. لا يمكن للشحنات أن تتحرك. أي قضيب له أكبر فرق جهد كهربي؟ أ: القضيب ﺃ. ب: القضيب ﺏ. ج: فرق الجهد واحد عبر كل قضيب.
للإجابة عن هذا السؤال، علينا معرفة القضيب الذي له فرق جهد أكبر عبر طرفيه. في البداية، دعونا نذكر أنفسنا بالعلاقة بين فرق الجهد والشحنة الكهربية. يمكننا تذكر أن الشحنات المتضادة تتجاذب. إذا وضعنا شحنة موجبة وشحنة سالبة تفصل بينهما مسافة، فستكون هناك قوة تجاذب بينهما تجذب إحداهما تجاه الأخرى.
إذا أردنا إبقاء هاتين الشحنتين منفصلتين، فسنحتاج إلى بذل شغل عليهما بحيث تصبح لهما طاقة كافية للتغلب على قوة التجاذب هذه. عندما نفصل شحنتين متضادتين بهذه الطريقة، فإننا نولد فرق جهد كهربيًّا بينهما. لاحظ أن لدينا شحنتين متضادتين هنا. الشحنتان المتضادتان تجذب كل شحنة منهما الأخرى، لذا يلزم بذل شغل لإبقائهما منفصلتين. وهذا يؤدي إلى توليد فرق الجهد.
أما الشحنتان المتماثلتان فلا تتجاذبان. في الواقع، هما تتنافران. لذا إذا كان لدينا شحنتان سالبتان، على سبيل المثال، فلن نحتاج إلى بذل أي شغل لفصلهما. هذا يعني أنه لا يوجد فرق جهد بين الشحنتين المتماثلتين. باختصار، لا يتولد فرق الجهد إلا عند فصل شحنتين متضادتين. والآن، بمعرفة ذلك، صرنا مستعدين للإجابة عن هذا السؤال: أي قضيب له أكبر فرق جهد كهربي؟
أولًا، دعونا نلق نظرة على القضيب ﺃ. نلاحظ وجود شحنة سالبة في هذا الطرف من القضيب وشحنة موجبة في هذا الطرف. إذن، لدينا شحنتان متضادتان تفصل بينهما مسافة. هذا يعني أن هناك فرق جهد عبر هذا القضيب.
بعد ذلك، دعونا نلق نظرة على القضيب ﺏ. يحتوي القضيب ﺏ على أربع شحنات: اثنتين موجبتين واثنتين سالبتين. على الرغم من أن لدينا شحنات متضادة هنا، فهي لم تفصل. على سبيل المثال، تقع هذه الشحنة السالبة بجوار الشحنتين الموجبتين. وتقع هذه الشحنة الموجبة بجوار الشحنتين السالبتين. إذن الشحنات المتضادة لم تفصل بينها مسافة، ولم يبذل أي شغل على الشحنات، ولا يوجد فرق جهد عبر طرفي هذا القضيب.
إذن لا بد أن فرق الجهد للقضيب ﺃ أكبر منه للقضيب ﺏ؛ لأن القضيب ﺏ ليس له فرق جهد على الإطلاق. ومن ثم فإن الإجابة الصحيحة عن هذا السؤال هي الخيار أ.
