Coulombov zakon: polje oko točkastog naboja

1 · Predviđanje

Jedan točkasti naboj sjedi sam u prostoru. Ako pomakneš probnu točku dvostruko dalje, koliko jakost električnog polja pada?

• 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.

2 · Postava

1. Otvori postav single-charge i pritisni Resetiraj. Izvorni naboj fiksiran je na q = 5 nC.
2. Omogući očitanje jakosti polja u probnoj točki.
3. Postavi udaljenost probne točke od naboja za svaki pokušaj i zabilježi jakost polja.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj jakost polja E (y-os) naspram 1/r² (x-os) za svoja tri pokušaja. Je li crta pravac kroz ishodište?

4 · Analiza

1. Za jedan pokušaj izračunaj E = kq/r² koristeći k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Usporedi s tablicom.
2. Objasni, koristeći zakon inverznog kvadrata, zašto udvostručenje udaljenosti četvrti jakost polja umjesto da je prepolovi.

5 · Proširenje

1. 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.
2. 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?

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis