Elektromagnetisme
Medan muatan garis
Muatan garis menciptakan medan simetris silindris; uji panah E di atas dan di bawah garis.
Medan muatan garis — simulasi Elektromagnetisme interaktif. Muatan garis menciptakan medan simetris silindris; uji panah E di atas dan di bawah garis. Laboratorium fisika virtual gratis berbasis browser dengan pengukuran SI langsung dan tutorial terpandu.
Medan muatan garis
Muatan garis menciptakan sebuah medan dengan simetri silindris; uji panah E di atas dan bawah garis.
Muatan garis menciptakan sebuah medan dengan simetri silindris; uji panah E di atas dan bawah garis.
- E ∝ λ/r (silindris)
- F = qE
Singkat investigasi
Rencanakan pertanyaan sebelum Anda membuka lab
Ringkasan ini mencerminkan halaman prerender: pertanyaan utama, prediksi yang bersaing, peran variabel, hukum yang mengatur, penyiapan, serta petunjuk analisis dan pengembangan tetap terlihat dalam urutan ini.
Pertanyaan mengemudi
Sebuah batang lurus berhingga membawa muatan yang tersebar merata sepanjang batang tersebut. Pada garis-bagi yang tegak lurus, apakah medan dari suatu garis muatan mengikuti hukum 1/r² yang sama dengan hukum muatan titik?
Prediksi untuk ditimbang
- Ya — dari jarak yang cukup jauh, masih terlihat seperti muatan titik.
- Medan tidak bergantung pada jarak dari distribusi muatan yang diperluas.
- Tidak - garis muatan berhingga mempunyai ketergantungan jaraknya sendiri yang lebih kompleks, bukan hukum 1/r² yang sederhana.
Peran variabel
Apa yang Anda tetapkan:
- Jarak tegak lurus d (m)
Apa yang Anda ukur:
- Kekuatan medan E_y (N/C)
Bagaimana penyelidikannya berjalan
- Buka preset pengisian saluran dan tekan Reset. Batang membawa kerapatan muatan linier 2 nC/m pada panjang 4,8 m.
- Aktifkan pembacaan kekuatan medan pada garis bagi tegak lurus.
- Tetapkan jarak tegak lurus dari titik tengah batang untuk setiap percobaan dan catat kekuatan medannya.
Persamaan yang mengatur
Bidang Garis Bermuatan Hingga (pada Garis Bisektor) — E = k·q/r²
Mengintegrasikan hukum Coulomb sepanjang batang bermuatan seragam menghasilkan medan pada garis bagi tegak lurus yang menginterpolasi antara penurunan 1/d garis tak terhingga (dekat) dan penurunan 1/d² muatan titik (jauh).
Apa yang diminta siswa untuk dikerjakan oleh lembar kerja yang dapat dicetak
- Untuk satu percobaan, hitung E_y = −2kλL_half/(d·√(L_half² + d²)) menggunakan k = 8.99×10⁹ N·m²/C², λ = 2 nC/m, L_half = 2.4 m. Bandingkan dengan tabel.
- Jelaskan mengapa medan muatan garis berhingga tidak dapat direduksi menjadi hukum pangkat bersih seperti 1/r² — medan tersebut bergantung pada jarak d dan setengah panjang batang melalui kombinasi √(L_half² + d²).
Di mana hal ini muncul di luar lab
- Karena jarak d menjadi sangat kecil dibandingkan dengan panjang batang, rumusnya mendekati E ≈ −2kλ/d (hasil klasik 'garis muatan tak terhingga', yang turun menjadi 1/d bukan 1/d²). Jelaskan, dengan menggunakan rumus Anda, mengapa batang berhingga berperilaku seperti batang tak terhingga ketika Anda berada dekat dengannya.
- Karena jarak d menjadi sangat besar dibandingkan dengan panjang batang, rumusnya harus mendekati hasil muatan titik E ≈ kQ_total/d² (dengan Q_total = λ·2L_half). Jelaskan secara fisik mengapa distribusi muatan yang diperluas terlihat seperti muatan titik jika dilihat dari jarak yang cukup jauh.
- 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
- Selamat datang di muatan garis
- Pilih muatan uji
- Tekan Putar
- Medan dari sebuah muatan garis
- Buka inspektur
- Berhasil!
Buka simulasi interaktif untuk membangun adegan, tekan Putar, dan jelajahi dengan pengukuran langsung dan tutorial terpandu.