Coulomb-törvény: a térerősség egy ponttöltés körül

1 · Jóslás

Egyetlen ponttöltés ül egyedül a térben. Ha egy próbapontot kétszer messzebb viszel, mennyit csökken az elektromos térerősség?

• A tér 1/4-re csökken — a távolság négyzetével esik.
• A tér 1/2-re csökken — lineárisan esik a távolsággal.
• A tér ugyanaz marad, bármekkora a távolság.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a single-charge előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A forrástöltés rögzítve q = 5 nC.
2. Engedélyezd a térerősség-kijelzőt egy próbaponton.
3. Állítsd be a próbapont távolságát a töltéstől minden mérésnél, és rögzítsd a térerősséget.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold az E térerősséget (y-tengely) az 1/r²-vel (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Egyenes-e a vonal az origón át?

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél számítsd ki az E = kq/r²-t k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
2. Magyarázd meg a négyzetes fordított arányosság törvényével, miért negyedezi a távolság megduplázása a térerősséget a felezés helyett.

5 · Kiterjesztés

1. A potenciál oszlopod (V = kq/r) lassabban esik, mint a tér (1/r a 1/r² helyett). Magyarázd meg, miért más a potenciál és a tér távolságfüggése, noha mindkettő ugyanabból a forrástöltésből származik.
2. Az E = kq/r² Coulomb-törvény pontosan ugyanolyan matematikai alakú, mint Newton g = GM/r² gravitációs tere. Miért osztozhat két teljesen különböző erő (elektromos és gravitációs) ezen a négyzetes fordított arányú szerkezeten?

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap