القوة والحركة – الجلسة 8

ربما سبق لك أن لعبت بالمغناطيس من قبل. إذا حاولت تحريكهم بالقرب من بعضهم البعض، فإنهم في بعض الأحيان يلتصقون ببعضهم البعض. في بعض الأحيان لا يريدون أن يكونوا بالقرب من بعضهم البعض. إنهم يتنافرون مع بعضهم البعض. هل تساءلت يومًا لماذا تتنافر أو تجذب هذه المغانط بعضها البعض؟.

تتنافر المغناطيسات أو تجذب بعضها البعض بسبب القوة المغناطيسية. القوة المغناطيسية تشبه اليد الخفية بين objects المعيّنة. يمكن أن يؤدي إلى تقارب الأشياء أو ابتعادها عن بعضها. هذه القوة المغناطيسية موجودة في المغناطيس.

كل مغناطيس لديه نهايتين خاصتين. وتسمى هذه النهايات بالأقطاب. يُسمى أحد طرفي المغناطيس بالقطب الشمالي. ويسمى الطرف الآخر بالقطب الجنوبي. تقرر هذه الأقطاب ما إذا كانت المغناطيسات سوف تجذب بعضها البعض أو تدفع بعضها بعيدا.

عندما يقترب القطب الشمالي للمغناطيس من القطب الجنوبي لمغناطيس آخر، فإنهما ينجذبان إلى بعضهما البعض. إذا وضعت نفس أنواع الأقطاب بالقرب من بعضها البعض، فإنها سوف تتنافر. على سبيل المثال، إذا وضعت القطب الشمالي للمغناطيس بالقرب من القطب الشمالي للمغناطيس الآخر، فسوف يتنافران مع بعضهما البعض. وبالمثل، إذا وضعت القطب الجنوبي للمغناطيس بالقرب من القطب الجنوبي للمغناطيس الآخر، فسوف يتنافران أيضًا.

المنطقة المحيطة بالمغناطيس والتي نشعر فيها بالقوة المغناطيسية تسمى المجال المغناطيسي. هذا المجال غير مرئي، لكن آثاره حقيقية جدًا ويمكن ملاحظتها. دعونا نقوم بتجربة بسيطة لمراقبة المجال المغناطيسي. خذ مغناطيسًا قويًا، مثل مغناطيس على شكل قضيب أو مغناطيس على شكل حدوة حصان، وبعض برادة الحديد، وقطعة من الورق.

ابدأ بوضع الورقة فوق المغناطيس. بعد ذلك، قم برش برادة الحديد بلطف على الورق، فوق المغناطيس مباشرة. وعندما تفعل ذلك، سوف ترى أن برادة الحديد تبدأ في التحرك وترتيب نفسها. إذا قمت باهتزاز الورقة قليلاً عن طريق تحريكها، فستبدأ في إظهار نمط واضح. وسوف يشكلون خطوطًا ومنحنيات حول المغناطيس، ويتتبعون مسارات القوة المغناطيسية.

هذه الأنماط التي تراها هي برادة الحديد المتراصة على طول خطوط المجال المغناطيسي. تمثل خطوط المجال المغناطيسي وجود واتجاه المجال المغناطيسي. إنها تخلق تمثيلًا مرئيًا لكيفية انتشار القوة المغناطيسية حول المغناطيس. تتدفق هذه الخطوط من القطب الشمالي للمغناطيس إلى القطب الجنوبي. في الأساس، تقوم القوة غير المرئية للمغناطيس بسحب هذه القطع الصغيرة من الحديد إلى مكانها.

يشير قرب الخطوط إلى قوة القوة المغناطيسية. تكون القوة المغناطيسية أقوى في المنطقة التي تكون فيها الخطوط متراصة بكثافة. في بعض المناطق، توجد فجوات بين الخطوط. في هذه المناطق تكون القوة المغناطيسية ضعيفة.

تنشأ خطوط المجال المغناطيسي، أو بمعنى آخر تبدأ، عند القطب الشمالي للمغناطيس. تخيلهم كالسهام التي تخرج من القطب الشمالي. وتتدفق هذه الخطوط بعد ذلك حول المغناطيس باتجاه القطب الجنوبي. يدخلون القطب الجنوبي، مما يخلق حلقة مستمرة. خارج المغناطيس، تمتد الخطوط من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي. داخل المغناطيس، تمتد الخطوط من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي. إنهم يقومون بإنشاء حلقة مستمرة بهذه الطريقة.

والآن يمكننا أن نفهم بوضوح لماذا يجذب القطب الشمالي لمغناطيس واحد القطب الجنوبي لمغناطيس آخر. تنشأ خطوط المجال المغناطيسي من القطب الشمالي لمغناطيس واحد وتنتقل إلى القطب الجنوبي للمغناطيس الآخر. يمكننا أن نرى أن خطوط المجال المغناطيسي في اتجاه واحد هنا. ونتيجة لذلك فإن القطب الشمالي لأحد المغناطيسين يجذب القطب الجنوبي للمغناطيس الآخر.

لنفترض أن القطب الشمالي لأحد المغناطيسات يقع بالقرب من القطب الشمالي للمغناطيس الآخر. تقع خطوط المجال المغناطيسي في اتجاه متعاكس بين القطبين الشماليين. ونتيجة لذلك سوف تتنافر المغناطيسات مع بعضها البعض.

ربما تكون قد رأيت بوصلة. هو جهاز يستخدم للملاحة. البوصلة هي بمثابة دليل صغير يعرف دائمًا أين يقع الشمال. داخل البوصلة توجد إبرة مغناطيسية صغيرة يمكنها الدوران. تشير هذه الإبرة إلى اتجاه الشمال. كيف تعرف هذه البوصلة اتجاه الشمال؟.

الأرض تشبه المغناطيس الضخم الذي له مجال مغناطيسي خاص به. يمكنك أن ترى أن أحد طرفي الأرض هو القطب الشمالي والطرف الآخر هو القطب الجنوبي على غرار المغناطيس البسيط. يبدأ هذا المجال المغناطيسي للأرض عند القطب الشمالي. يتدفق نحو القطب الجنوبي.

الإبرة الموجودة داخل البوصلة مغناطيسية. ويتوافق بشكل طبيعي مع المجال المغناطيسي للأرض. تم وضع علامة على نهاية الإبرة التي تبحث عن الشمال باللون الأحمر. ينجذب هذا الطرف من الإبرة إلى القطب الشمالي للأرض. ويؤدي هذا إلى توجيه الإبرة نحو القطب الشمالي للأرض.

هل تعلم كيف تتنقل بعض الطيور للوصول إلى منازلها؟. يمكن لبعض الطيور اكتشاف المجال المغناطيسي للأرض. من خلال استشعار المجال المغناطيسي للأرض، تستطيع هذه الطيور تحديد الاتجاه وموقعها الدقيق. لا تمتلك الطيور فقط هذه القدرة، بل السلاحف البحرية والخفافيش والحمام أيضًا.