Batas ni Coulomb: Ang Field sa Paligid ng Point Charge
1 · Humula
Nag-iisa ang isang point charge sa espasyo. Kung inilipat mo ang test point nang dalawang beses na mas malayo, magkano babagsak ang electric field strength?
- Bumabagsak sa 1/4 ang field — bumabagsak ito kasama ng square ng distansya.
- Bumabagsak sa 1/2 ang field — linear itong bumabagsak sa distansya.
- Pareho ang field anuman ang distansya.
2 · Mag-set Up
- Buksan ang single-charge preset at pindutin ang I-reset. Nakapirmi ang source charge sa q = 5 nC.
- I-enable ang field-strength readout sa test point.
- Itakda ang distansya ng test point mula sa charge sa bawat trial at itala ang field strength.
3 · Mangulekta ng Data
| Distansya r (m) | Potential V (V) | Field strength E (N/C) |
|---|---|---|
| 1.00 | ||
| 2.00 | ||
| 3.00 |
I-plot ang field strength E (y-axis) laban sa 1/r² (x-axis) para sa tatlong trial. Tuwid ba sa pinagmulan?
4 · Mag-analisa
- Para sa isang trial, kalkulahin ang E = kq/r² gamit ang k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Ihambing sa table.
- Ipaliwanag, gamit ang inverse-square law, kung bakit iniisaapat ng pagdoble sa distansya ang field strength sa halip na hatiin ito.
5 · Palawakin
- Mas banayad ang bagsak ng potential column mo (V = kq/r; 1/r sa halip na 1/r²). Ipaliwanag kung bakit magkaiba ang distance dependence ng potential at field kahit parehong source charge ang pinagmulan.
- Eksaktong magkapareho ng anyo ng matematika ang batas ni Coulomb na E = kq/r² sa gravitational field ni Newton na g = GM/r². Bakit kaya magkapareho ang inverse-square na istruktura ng dalawang magkaibang puwersa (electric at gravitational)?
Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito
Batas ni Coulomb
Ang point charge ay lumilikha ng radial na electric field na bumabagsak sa square ng distansya: E = kq/r², kung saan k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². Ang puwersa sa test charge ay F = qE.