Закон на Кулон: полето около точков заряд

1 · Предскажи

Единичен точков заряд седи сам в пространството. Ако преместиш пробна точка два пъти по-надалеч, с колко спада силата на електрическото поле?

• Полето спада до 1/4 — пада с квадрата на разстоянието.
• Полето спада до 1/2 — пада линейно с разстоянието.
• Полето остава същото независимо от разстоянието.

2 · Постановка

1. Отвори настройката единичен заряд и натисни Нулирай. Източниковият заряд е фиксиран на q = 5 nC.
2. Включи показанието за сила на полето в пробна точка.
3. Задай разстоянието на пробната точка от заряда за всеки опит и запиши силата на полето.

3 · Събери данни

Чертай силата на полето E (ос y) спрямо 1/r² (ос x) за трите си опита. Права ли е линията през началото?

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли E = kq/r² с k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Сравни с таблицата.
2. Обясни, със закона за обратния квадрат, защо удвояването на разстоянието четвертва силата на полето, вместо да я преполовява.

5 · Надгради

1. Колоната ти потенциал (V = kq/r) спада по-нежно от полето (1/r вместо 1/r²). Обясни защо потенциалът и полето имат различна зависимост от разстоянието, макар и двата да идват от същия източников заряд.
2. Законът на Кулон E = kq/r² има точно същата математическа форма като гравитационното поле на Нютон g = GM/r². Защо две коренно различни сили (електрическа и гравитационна) биха споделяли тази структура с обратен квадрат?

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат