Elektromagnetizem
En pozitiven izvorni naboj
En pozitiven izvorni naboj da radialne silovnice in električno polje, obratno sorazmerno s kvadratom.
En pozitiven izvorni naboj — interaktivna simulacija Elektromagnetizem. En pozitiven izvorni naboj da radialne silovnice in električno polje, obratno sorazmerno s kvadratom. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Coulombov zakon
Glej radialne silovnice in mrežo E-puščic, ki se razhajajo od pozitivnega naboja.
Izoliran točkovni naboj ustvari radialno električno polje E = kq/r², ki pojema z obratnim kvadratom razdalje. Silovnice sevajo navzven iz + nabojev in navznoter proti − nabojem. Pritisni Predvajaj in glej utripanje mreže E-puščic; premakni preizkusni naboj in odčitaj |E| in V v plošči Lastnosti. Coulombovo odbijanje in zgradba atoma se vse začne pri tem vzorcu.
- F = kq₁q₂/r²
- E = kq/r²
Oris preiskave
Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij
Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.
Vodilno vprašanje
En sam točkovni naboj sedi sam v prostoru. Če premakneš preizkusno točko dvakrat dlje, za koliko pade jakost električnega polja?
Predvidevanja za pretehtanje
- Polje pade na 1/4 — pojema s kvadratom razdalje.
- Polje pade na 1/2 — pojema linearno z razdaljo.
- Polje ostane enako, ne glede na razdaljo.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Razdalja r (m)
Kaj izmeriš:
- Potencial V (V)
- Jakost polja E (N/C)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev single-charge in pritisni Ponastavi. Izvorni naboj je fiksen pri q = 5 nC.
- Omogoči odčitek jakosti polja v preizkusni točki.
- Nastavi razdaljo preizkusne točke od naboja za vsak poskus in zabeleži jakost polja.
Vodilna enačba
Coulombov zakon — E = k·q/r²
Točkovni naboj ustvari radialno električno polje, ki pojema s kvadratom razdalje: E = kq/r², kjer je k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². Sila na preizkusni naboj je F = qE.
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za en poskus izračunaj E = kq/r² s k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Primerjaj s tabelo.
- Z zakonom obratnih kvadratov razloži, zakaj podvojitev razdalje početveri jakost polja namesto da bi jo prepolovila.
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Tvoj stolpec potenciala (V = kq/r) pojema bolj blago kot polje (1/r namesto 1/r²). Razloži, zakaj imata potencial in polje različno odvisnost od razdalje, čeprav oba izhajata iz istega izvornega naboja.
- Coulombov zakon E = kq/r² ima natanko isto matematično obliko kot Newtonovo gravitacijsko polje g = GM/r². Zakaj bi dve popolnoma različni sili (električna in gravitacijska) delili to strukturo obratnih kvadratov?
- 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
- Middle School Physical Science — Electric and magnetic force strength
- Middle School Physical Science — Fields without contact
- Dobrodošli pri enem naboju
- Izberi naboj
- Pritisni Predvajaj
- Sila med naboji
- Odpri ploščo Lastnosti
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →