Wet van Coulomb: het veld rond een puntlading

1 · Voorspel

Eén puntlading staat alleen in de ruimte. Als je een proefpunt twee keer zo ver weg plaatst, hoeveel zakt de elektrische veldsterkte?

• Het veld zakt naar 1/4 — het valt af met het kwadraat van de afstand.
• Het veld zakt naar 1/2 — het valt lineair af met de afstand.
• Het veld blijft hetzelfde, ongeacht de afstand.

2 · Opstelling

1. Open de voorinstelling single-charge en druk op Herstel. De bronlading staat vast op q = 5 nC.
2. Zet de veldsterkte-aflezing bij een proefpunt aan.
3. Stel voor elke meting de afstand van het proefpunt tot de lading in en noteer de veldsterkte.

3 · Verzamel gegevens

Zet voor je drie metingen de veldsterkte E (y-as) uit tegen 1/r² (x-as). Is de lijn recht en door de oorsprong?

4 · Analyseer

1. Reken voor één meting E = kq/r² uit met k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Vergelijk met de tabel.
2. Leg met de omgekeerde-kwadratenwet uit waarom het verdubbelen van de afstand de veldsterkte naar een kwart brengt in plaats van naar de helft.

5 · Verdiep

1. Je potentiaalkolom (V = kq/r) valt zachter af dan het veld (1/r in plaats van 1/r²). Leg uit waarom potentiaal en veld een verschillende afhankelijkheid van de afstand hebben, ook al komen ze allebei van dezelfde bronlading.
2. De wet van Coulomb E = kq/r² heeft exact dezelfde wiskundige vorm als het zwaartekrachtsveld van Newton g = GM/r². Waarom zouden twee volledig verschillende krachten (elektrisch en zwaartekracht) deze omgekeerde-kwadratenstructuur delen?

De natuurkunde achter dit experiment

← Terug naar experiment

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde