Coulombov zakon: polje okoli točkovnega naboja

1 · Predvidi

En sam točkovni naboj sedi sam v prostoru. Če premakneš preizkusno točko dvakrat dlje, za koliko pade jakost električnega polja?

• 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.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev single-charge in pritisni Ponastavi. Izvorni naboj je fiksen pri q = 5 nC.
2. Omogoči odčitek jakosti polja v preizkusni točki.
3. Nastavi razdaljo preizkusne točke od naboja za vsak poskus in zabeleži jakost polja.

3 · Zberi podatke

Nariši jakost polja E (os y) proti 1/r² (os x) za svoje tri poskuse. Ali je črta ravna skozi izhodišče?

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj E = kq/r² s k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Primerjaj s tabelo.
2. Z zakonom obratnih kvadratov razloži, zakaj podvojitev razdalje početveri jakost polja namesto da bi jo prepolovila.

5 · Razširi

1. 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.
2. 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?

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov