Hukum Coulomb: Medan Sekitar Satu Cas Titik

1 · Ramal

Satu cas titik tunggal duduk bersendirian di ruang. Jika anda mengalihkan satu titik uji dua kali lebih jauh, berapa banyak kekuatan medan elektrik menurun?

• Medan turun kepada 1/4 -- ia susut dengan kuasa dua jarak.
• Medan turun kepada 1/2 -- ia susut secara linear dengan jarak.
• Medan kekal sama tanpa mengira jarak.

2 · Susun

1. Buka praset satu-cas dan tekan Set semula. Cas sumber ditetapkan pada q = 5 nC.
2. Aktifkan bacaan kekuatan-medan pada satu titik uji.
3. Tetapkan jarak titik uji daripada cas bagi setiap percubaan dan rekod kekuatan medan.

3 · Kumpul Data

Plot kekuatan medan E (paksi-y) melawan 1/r² (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Adakah garisnya lurus melalui asal?

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira E = kq/r² menggunakan k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Bandingkan dengan jadual.
2. Terangkan, menggunakan hukum kuasa-dua-songsang, mengapa penggandaan jarak menyukukan kekuatan medan dan bukannya menyekurangkannya.

5 · Lanjutkan

1. Kolum keupayaan anda (V = kq/r) susut lebih lembut daripada medan (1/r berbanding 1/r²). Terangkan mengapa keupayaan dan medan mempunyai kebergantungan jarak berbeza walaupun kedua-duanya datang daripada cas sumber yang sama.
2. Hukum Coulomb E = kq/r² mempunyai bentuk matematik yang tepat sama seperti medan graviti Newton g = GM/r². Mengapa dua daya yang sama sekali berbeza (elektrik dan graviti) berkongsi struktur kuasa-dua-songsang ini?

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma