Llei de Coulomb: el camp al voltant d'una càrrega puntual

1 · Prediu

Una sola càrrega puntual jeu tota sola a l'espai. Si mous un punt de prova al doble de distància, quant baixa la intensitat del camp elèctric?

• El camp baixa a 1/4: decau amb el quadrat de la distància.
• El camp baixa a 1/2: decau linealment amb la distància.
• El camp es queda igual independentment de la distància.

2 · Configura

1. Obre el predefinit «Llei de Coulomb» i prem Restableix. La càrrega font és fixa a q = 5 nC.
2. Activa la lectura d'intensitat de camp en un punt de prova.
3. Defineix la distància del punt de prova a la càrrega per a cada prova i enregistra la intensitat de camp.

3 · Recull dades

Representa la intensitat de camp E (eix y) contra 1/r² (eix x) per a les tres proves. La línia és recta i passa per l'origen?

4 · Analitza

1. Per a una prova, calcula E = kq/r² amb k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Compara-ho amb la taula.
2. Explica, amb la llei dels quadrats inversos, per què doblar la distància divideix per quatre la intensitat de camp en lloc de per dos.

5 · Amplia

1. La teva columna de potencial (V = kq/r) decau més suaument que el camp (1/r en lloc d'1/r²). Explica per què potencial i camp tenen dependència de distància diferent tot i venir tots dos de la mateixa càrrega font.
2. La llei de Coulomb E = kq/r² té exactament la mateixa forma matemàtica que el camp gravitatòri de Newton g = GM/r². Per què dues forces completament diferents (elèctrica i gravitatòria) comparteixen aquesta estructura de quadrats inversos?

La física al darrere d'aquest experiment

← Torna a l'experiment

138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles