Elektromagnetizam
Jedan pozitivni izvorni naboj
Jedan pozitivni izvorni naboj daje radijalne linije polja i električno polje inverznog kvadrata.
Jedan pozitivni izvorni naboj — interaktivna simulacija: Elektromagnetizam. Jedan pozitivni izvorni naboj daje radijalne linije polja i električno polje inverznog kvadrata. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Coulombov zakon
Gledaj radijalne linije polja i mrežu E-strelica kako se šire iz pozitivnog naboja.
Izolirani točkasti naboj proizvodi radijalno električno polje E = kq/r² koje pada s inverznim kvadratom udaljenosti. Linije polja zrače iz + naboja prema van i prema − naboju iznutra. Pritisni Pokreni da vidiš puls mreže E-strelica; pomiči probni naboj i očitaj |E| i V u ploči Svojstva. Coulombovo odbijanje i struktura atoma počinju od ovog uzorka.
- F = kq₁q₂/r²
- E = kq/r²
Sažetak istraživanja
Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij
Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.
Središnje pitanje
Jedan točkasti naboj sjedi sam u prostoru. Ako pomakneš probnu točku dvostruko dalje, koliko jakost električnog polja pada?
Predviđanja za odvagnuti
- Polje pada na 1/4 — opada s kvadratom udaljenosti.
- Polje pada na 1/2 — opada linearno s udaljenošću.
- Polje ostaje isto bez obzira na udaljenost.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Udaljenost r (m)
Što mjeriš:
- Potencijal V (V)
- Jakost polja E (N/C)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav single-charge i pritisni Resetiraj. Izvorni naboj fiksiran je na q = 5 nC.
- Omogući očitanje jakosti polja u probnoj točki.
- Postavi udaljenost probne točke od naboja za svaki pokušaj i zabilježi jakost polja.
Odgovarajuća jednadžba
Coulombov zakon — E = k·q/r²
Točkasti naboj stvara radijalno električno polje koje opada s kvadratom udaljenosti: E = kq/r², gdje je k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². Sila na probni naboj je F = qE.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj izračunaj E = kq/r² koristeći k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Usporedi s tablicom.
- Objasni, koristeći zakon inverznog kvadrata, zašto udvostručenje udaljenosti četvrti jakost polja umjesto da je prepolovi.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Tvoj stupac potencijala (V = kq/r) opada blaže od polja (1/r umjesto 1/r²). Objasni zašto potencijal i polje imaju različitu ovisnost o udaljenosti iako oba dolaze iz istog izvornog naboja.
- Coulombov zakon E = kq/r² ima točno isti matematički oblik kao Newtonovo gravitacijsko polje g = GM/r². Zašto bi dvije potpuno različite sile (električna i gravitacijska) dijelile ovu strukturu inverznog kvadrata?
- AP Physics 2 — Unit 10: Electric Force, Field, and Potential
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 8: Electric Charges, Fields, and Gauss's Law
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Gravitational and electrostatic forces
- Middle School Physical Science — Electric and magnetic force strength
- Middle School Physical Science — Fields without contact
- Dobro došli u jedan naboj
- Odaberi naboj
- Pritisni Pokreni
- Sila između naboja
- Otvori ploču Svojstva
- Uspjelo ti je!
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →