কুলম্বের সূত্র: বিন্দু-আধানের চারপাশে ক্ষেত্র
1 · প্রত্যাশা করুন
একটি একক বিন্দু-আধান স্থানে একা আছে। পরীক্ষা-বিন্দুকে দ্বিগুণ দূরে সরালে তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্য কত পড়ে?
- ক্ষেত্র 1/4-এ পড়ে — এটি দূরত্বের বর্গের সাথে কমে।
- ক্ষেত্র 1/2-এ পড়ে — এটি দূরত্বের সাথে রৈখিকভাবে কমে।
- দূরত্ব নির্বিশেষে ক্ষেত্র একই থাকে।
2 · প্রস্তুতি
- single-charge প্রিসেট খুলে রিসেট চাপুন। উৎস আধান স্থির q = 5 nC।
- একটি পরীক্ষা-বিন্দুতে ক্ষেত্র-প্রাবল্য রিডআউট চালু করুন।
- প্রতিটি ট্রায়ালে আধান থেকে পরীক্ষা-বিন্দুর দূরত্ব সেট করুন এবং ক্ষেত্রের প্রাবল্য রেকর্ড করুন।
3 · ডেটা সংগ্রহ করুন
| দূরত্ব r (m) | বিভব V (V) | ক্ষেত্র শক্তি E (N/C) |
|---|---|---|
| 1.00 | ||
| 2.00 | ||
| 3.00 |
আপনার তিনটি ট্রায়ালের জন্য 1/r² (x-অক্ষ)-এর বিপরীতে ক্ষেত্রের প্রাবল্য E (y-অক্ষ) প্লট করুন। রেখাটি কি মূলবিন্দু দিয়ে সরল?
4 · বিশ্লেষণ করুন
- একটি ট্রায়ালের জন্য k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC ব্যবহার করে E = kq/r² নির্ণয় করুন। সারণির সাথে তুলনা করুন।
- ব্যস্তানুপাত-বর্গ সূত্র ব্যবহার করে ব্যাখ্যা করুন কেন দূরত্ব দ্বিগুণ করলে ক্ষেত্রের প্রাবল্য অর্ধেক না হয়ে এক-চতুর্থাংশ হয়।
5 · বিস্তার করুন
- আপনার বিভব কলাম (V = kq/r) ক্ষেত্রের চেয়ে ধীরে কমে (1/r² নয়, 1/r)। একই উৎস আধান থেকে এলেও বিভব ও ক্ষেত্রের দূরত্ব-নির্ভরতা ভিন্ন কেন, তা ব্যাখ্যা করুন।
- কুলম্বের সূত্র E = kq/r² আর নিউটনের মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র g = GM/r² — গাণিতিক রূপে হুবহু একই। সম্পূর্ণ ভিন্ন দুটি বল (তড়িৎ ও মহাকর্ষ) এই বর্গ-ব্যাস্ত গঠন ভাগ করে নিতে পারে কেন?
এই পরীক্ষণের পেছনের পদার্থবিজ্ঞান
কুলম্বের সূত্র
একটি বিন্দু আধান এমন ব্যাসার্ধি তড়িৎক্ষেত্র তৈরি করে যা দূরত্বের বর্গে কমে যায়: E = kq/r², যেখানে k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C²। পরীক্ষা আধানের ওপর বল F = qE।