Coulombův zákon: pole kolem bodového náboje

1 · Predikuj

Jediný bodový náboj sedí ve vesmíru sám. Když přesuneš zkušební bod dvakrát dál, o kolik klesne intenzita elektrického pole?

• Pole klesne na 1/4 — klesá s druhou mocninou vzdálenosti.
• Pole klesne na 1/2 — klesá lineárně s vzdáleností.
• Pole zůstává stejné bez ohledu na vzdálenost.

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu single-charge a stiskni Resetovat. Zdrojový náboj je pevně q = 5 nC.
2. Zapni odečet intenzity pole v zkušebním bodě.
3. Nastav vzdálenost zkušebního bodu od náboje pro každý pokus a zapiš intenzitu pole.

3 · Sbírej data

Vynes intenzitu pole E (osa y) proti 1/r² (osa x) pro své tři pokusy. Prochází čára počátkem?

4 · Analyzuj

1. Pro jeden pokus spočti E = kq/r² s k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Porovnej s tabulkou.
2. Vysvětli pomocí zákona převrácené druhé mocniny, proč zdvojnásobení vzdálenosti čtvrtinuje intenzitu pole místo půlení.

5 · Rozšiř

1. Tvůj sloupec potenciálu (V = kq/r) klesá mírněji než pole (1/r místo 1/r²). Vysvětli, proč potenciál a pole mají různou závislost na vzdálenosti, i když oba pocházejí ze stejného zdrojového náboje.
2. Coulombův zákon E = kq/r² má přesně stejnou matematickou formu jako Newtonovo gravitační pole g = GM/r². Proč by se dvě úplně různé síly (elektrická a gravitační) mohly sdílet tuto strukturu převrácené druhé mocniny?

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky