Field ng Finite na Linya ng Charge
1 · Humula
Ang finite na tuwid na rod ay may charge na kumakalat nang pantay sa haba nito. Sa perpendicular bisector, sumusunod ba sa parehong 1/r² law ang field ng linya ng charge gaya ng point charge?
- Oo — mula sa sapat na kalayuan, mukha pa ring point charge ito.
- Hindi nakadepende sa distansya mula sa extended na charge distribution ang field.
- Hindi — may sarili at mas komplikadong distance dependence ang finite na linya ng charge, hindi simpleng 1/r².
2 · Mag-set Up
- Buksan ang line-charge preset at pindutin ang I-reset. Ang rod ay may linear charge density na 2 nC/m sa habang 4.8 m.
- I-enable ang field-strength readout sa perpendicular bisector.
- Itakda ang perpendicular na distansya mula sa midpoint ng rod sa bawat trial at itala ang field strength.
3 · Mangulekta ng Data
| Perpendicular na distansya d (m) | Field strength E_y (N/C) |
|---|---|
| 1.00 | |
| 2.00 | |
| 3.00 |
I-plot ang |E_y| (y-axis) laban sa 1/d (x-axis) at hiwalay na laban sa 1/d² (x-axis) para sa tatlong trial. Alin ang mas mukhang tuwid na linya sa mga distansiyang ito?
4 · Mag-analisa
- Para sa isang trial, kalkulahin ang E_y = −2kλL_half/(d·√(L_half² + d²)) gamit ang k = 8.99×10⁹ N·m²/C², λ = 2 nC/m, L_half = 2.4 m. Ihambing sa table.
- Ipaliwanag kung bakit hindi nababawas sa malinis na power law na gaya ng 1/r² ang field ng finite na linya ng charge — nakadepende ito sa distansya d at sa half-length ng rod sa pamamagitan ng kombinasyong √(L_half² + d²).
5 · Palawakin
- Kapag napakaliit na ng distansya d kumpara sa haba ng rod, lumalapit ang formula sa E ≈ −2kλ/d (ang klasikong 'infinite line of charge' na resulta, na bumabagsak bilang 1/d hindi 1/d²). Ipaliwanag, gamit ang formula mo, kung bakit kumikilos ang finite na rod bilang infinite kapag malapit ka.
- Kapag napakalaki na ng d kumpara sa haba ng rod, dapat lumalapit ang formula sa point-charge resultang E ≈ kQ_total/d² (kung saan Q_total = λ·2L_half). Ipaliwanag nang pisikal kung bakit mukhang point charge ang extended na charge distribution mula sa sapat na kalayuan.
Elektromagnetismo
- Batas ni Coulomb: Ang Field sa Paligid ng Point Charge
- Electric Dipole: Superposition ng Dalawang Kabaligtaran na Charge
- Parallel-Plate Capacitor: Pag-iimbak ng Charge at Enerhiya
- Isang Nahiwalay na Charged Sphere
- Isang Tunay na Capacitor na Katugma ng Circuit Component
- Lorentz Force: Gumagalaw na Charge sa Magnetic Field
- Magnetic Field ng Current-Carrying Wire
- Magnetic Field sa Loob ng Solenoid
- Batas ni Faraday: EMF mula sa Nagbabagong Field
- Batas ni Faraday: EMF mula sa Nagbabagong Area
- Batas ni Faraday: Sabay na Nagbabago ang Field at Area
- RLC Impedance laban sa Drive Frequency: Paghanap ng Resonance