విద్యుదయస్కాంతత్వం
ఒక ధన మూల ఆవేశం
ఒక ధన మూల ఆవేశం రేడియల్ క్షేత్ర రేఖలను, విలోమ-వర్గ విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
ఒక ధన మూల ఆవేశం — ఇంటరాక్టివ్ విద్యుదయస్కాంతత్వం సిమ్యులేషన్. ఒక ధన మూల ఆవేశం రేడియల్ క్షేత్ర రేఖలను, విలోమ-వర్గ విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.
కూలంబ్ నియమం
రేడియల్ క్షేత్ర రేఖలు, E-బాణాల గ్రిడ్ ధన ఆవేశం నుండి విడిపోవడం చూడండి.
ఒంటరి బిందు ఆవేశం రేడియల్ విద్యుత్ క్షేత్రం E = kq/r² ఉత్పత్తి చేస్తుంది — దూరం విలోమ-వర్గంతో పడిపోతుంది. క్షేత్ర రేఖలు + ఆవేశాల నుండి బయటికి, − ఆవేశాల వైపు లోపలికి ప్రసరిస్తాయి. ప్లే నొక్కి E-బాణాల గ్రిడ్ కొట్టుకోవడం చూడండి; పరీక్షా ఆవేశాన్ని తరలించి, లక్షణాల ప్యానెల్లో |E|, V చదవండి. కూలంబ్ వికర్షణ, పరమాణు నిర్మాణం అన్నీ ఈ నమూనాతోనే మొదలవుతాయి.
- F = kq₁q₂/r²
- E = kq/r²
దర్యాప్తి సంక్షిప్త వివరణ
ల్యాబ్ తెరిచే ముందు ప్రశ్నను ప్లాన్ చేయండి
ఈ సంక్షిప్త సారాంశం ప్రీరెండర్ చేసిన పేజీని ప్రతిబింబిస్తుంది: ముఖ్య ప్రశ్న, పోటీ ఊహలు, చరరాశి పాత్రలు, నియంత్రక నియమాలు, సెటప్, విశ్లేషణ, విస్తరణ ప్రశ్నలు — ఇవే క్రమంలో కనిపిస్తూ ఉంటాయి.
ముఖ్య ప్రశ్న
ఒకే ఒక బిందు ఆవేశం అంతరిక్షంలో ఒంటరిగా ఉంది. మీరు పరీక్షా బిందువును రెట్టింపు దూరంలోకి తరలిస్తే, విద్యుత్ క్షేత్ర బలం ఎంత పడిపోతుంది?
పరిగణించాల్సిన ఊహలు
- క్షేత్రం 1/4 కు పడిపోతుంది — అది దూరం వర్గంతో తగ్గుతుంది.
- క్షేత్రం 1/2 కు పడిపోతుంది — అది దూరంతో రేఖీయంగా తగ్గుతుంది.
- దూరం ఏమైనా క్షేత్రం ఒక్కటే ఉంటుంది.
చరరాశి పాత్రలు
మీరు సెట్ చేసేవి:
- దూరం r (m)
మీరు కొలిచేవి:
- విభవం V (V)
- క్షేత్ర బలం E (N/C)
పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది
- single-charge ప్రీసెట్ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. మూల ఆవేశం q = 5 nC వద్ద స్థిరంగా ఉంది.
- పరీక్షా బిందువు వద్ద క్షేత్ర-బల రీడింగ్ను చేతనం చేయండి.
- ప్రతి ప్రయత్నానికి ఆవేశం నుండి పరీక్షా బిందువు దూరాన్ని సెట్ చేసి, క్షేత్ర బలాన్ని నమోదు చేయండి.
పాలక సమీకరణం
కూలాంగ్ నియమం — E = k·q/r²
బిందు ఆవేశం దూరం వర్గంతో తగ్గే రేడియల్ విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది: E = kq/r², ఇక్కడ k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². పరీక్షా ఆవేశంపై బలం F = qE.
ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది
- ఒక ప్రయత్నానికి, k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC ఉపయోగించి E = kq/r² లెక్కించండి. పట్టికతో పోల్చండి.
- వ్యస్త-వర్గ నియమాన్ని ఉపయోగించి, దూరం రెట్టింపు అయినప్పుడు క్షేత్ర బలం సగం కాకుండా పావు వంతు అవుతుందో వివరించండి.
ల్యాబ్కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
- మీ విభవ నిలువు వరుస (V = kq/r) క్షేత్రం కంటే మెల్లగా తగ్గుతుంది (1/r² బదులు 1/r). రెండూ ఒకే మూల ఆవేశం నుండి వచ్చినప్పటికీ విభవం, క్షేత్రం భిన్నమైన దూర ఆధారతను ఎందుకు కలిగి ఉంటాయో వివరించండి.
- కూలాంగ్ నియమం E = kq/r² న్యూటన్ గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రం g = GM/r² తో ఖచ్చితంగా అదే గణిత రూపాన్ని కలిగి ఉంది. పూర్తిగా భిన్నమైన రెండు బలాలు (విద్యుత్, గురుత్వాకర్షణ) ఈ వ్యస్త-వర్గ నిర్మాణాన్ని ఎందుకు పంచుకుంటాయి?
- 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
- Single Charge కు స్వాగతం
- ఆవేశం ఎంచుకోండి
- ప్లే నొక్కండి
- ఆవేశాల మధ్య బలం
- లక్షణాల ప్యానెల్ తెరవండి
- మీరు సాధించారు!
దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.