نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل الآتي قضيبين متطابقين. توجد شحنات كهربية عند أطراف 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 تحديد أي قضيب له فرق جهد أكبر عبر طرفيه. في البداية دعونا أولًا نذكر أنفسنا بالعلاقة بين فرق الجهد والشحنة الكهربية.
يمكننا التذكر أن الشحنات المتعاكسة تتجاذب. إذا وضعنا شحنة موجبة بالقرب من شحنة أخرى سالبة، تنشأ قوة جذب تسحب كلًّا منهما باتجاه الأخرى. وإذا أردنا إبقاء هذه الشحنات مفصولة، فسنحتاج إلى بذل شغل عليها حتى تتوفر طاقة كافية للتغلب على هذه القوة الجاذبة. عندما نفصل الشحنات المتعاكسة بهذه الطريقة، يتولد فرق جهد كهربي بينها. لاحظ أن الشحنات لدينا هنا متعاكسة. الشحنات المتعاكسة ينجذب كل منها للآخر، لذا لا بد من بذل شغل لإبقائها مفصولة. ونتيجة لهذا، يتولد فرق جهد.
الشحنات المتماثلة لا تتجاذب. إنها في الحقيقة تتنافر. لذا إذا كانت لدينا شحنتان سالبتان، على سبيل المثال، فلن نحتاج إلى القيام بأي شيء لفصل كل منهما عن الأخرى. هذا يعني أنه لا يوجد أي فرق جهد محتمل بين الشحنات المتماثلة. بإيجاز، يتولد فرق الجهد فقط عند فصل الشحنات المتعاكسة.
بعد أن عرفنا ذلك الآن، صرنا مستعدين للإجابة عن هذا السؤال. أي من هذين القضيبين له أكبر فرق جهد عبر طرفيه؟ دعونا نبدأ بإلقاء نظرة على القضيب ﺃ. يمكننا ملاحظة أنه توجد شحنة سالبة على هذا الجانب من القضيب وشحنة موجبة على هذا الجانب. وهما شحنتان متعاكستان تفصل بينهما مسافة. هذا يعني وجود فرق جهد عبر طرفي هذا القضيب.
والآن دعونا نلق نظرة على القضيب ﺏ. يحتوي القضيب ﺏ على أربع شحنات سالبة؛ اثنتين على هذا الجانب واثنتين على هذا الجانب. بما أن جميع الشحنات سالبة، فهذا يعني أنه لا توجد شحنات متعاكسة مفصولة هنا. ويمكننا القول إنه لا يوجد فرق جهد عبر طرفي هذا القضيب لأن الشحنات في كلا الطرفين متماثلة. بما أن أنه لا يوجد فرق جهد عبر طرفي القضيب ﺏ، فلا بد أن القضيب ﺃ هو القضيب الذي له أكبر فرق جهد كهربي عبر طرفيه. إذن الخيار أ هو الإجابة الصحيحة عن هذا السؤال.
