Elektromanyetizma
Bir pozitif kaynak yükü
Bir pozitif kaynak yükü radyal alan çizgileri ve ters kare elektrik alanı üretir.
Bir pozitif kaynak yükü — etkileşimli Elektromanyetizma simülasyonu. Bir pozitif kaynak yükü radyal alan çizgileri ve ters kare elektrik alanı üretir. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Coulomb yasası
Pozitif yükten ışınsal olarak yayılan alan çizgilerini ve E-ok ızgarasını izleyin.
İzole bir nokta yük, mesafenin karesiyle ters orantılı biçimde azalan radyal bir elektrik alan E = kq/r² üretir. Alan çizgileri + yüklerden dışarı ve − yüklere doğru içeri ışınlanır. E-ok ızgarasının atmasını görmek için Oynat’a basın; test yükünü hareket ettirin ve |E| ile V’yi Özellikler panelinden okuyun. Coulomb itmesi ve atom yapısı hep bu örüntüden başlar.
- F = kq₁q₂/r²
- E = kq/r²
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Yol gösterici soru
Tek noktalı bir yük uzayda tek başına durur. Bir test noktasını iki kat uzağa taşırsanız elektrik alan şiddeti ne kadar düşer?
Tartılacak tahminler
- Alan 1/4'e düşer; mesafenin karesiyle birlikte düşer.
- Alan 1/2'ye düşer; mesafeyle doğrusal olarak düşer.
- Alan mesafeye bakılmaksızın aynı kalır.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Mesafe r (m)
Ölçtüğünüz şey:
- Potansiyel V (V)
- Alan gücü E (N/C)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- Tek yük ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Kaynak yükü q = 5 nC'de sabittir.
- Bir test noktasında alan gücü okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için test noktasının şarja olan mesafesini ayarlayın ve alan gücünü kaydedin.
Yöneten denklem
Coulomb Yasası — E = k·q/r²
Bir nokta yük, mesafenin karesiyle düşen radyal bir elektrik alanı yaratır: E = kq/r², burada k = 1 /(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². Bir test yüküne etki eden kuvvet F = qE'dir.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Bir deneme için, k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC'yi kullanarak E = kq/r²'yi hesaplayın. Tabloyla karşılaştırın.
- ters kare yasasını kullanarak, mesafeyi iki katına çıkarmanın neden alan gücünü yarıya indirmek yerine dörtte bire düşürdüğünü açıklayın.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Potansiyel sütununuz (V = kq/r), alandan (1/r² yerine 1/r) daha yavaş düşer. Her ikisi de aynı kaynak yükünden gelmesine rağmen potansiyelin ve alanın neden farklı mesafe bağımlılığına sahip olduğunu açıklayın.
- Coulomb yasası E = kq/r², Newton'un yerçekimi alanıyla tamamen aynı matematiksel forma sahiptir g = GM/r². Bu ters kare yapısını neden tamamen farklı iki kuvvet (elektrik ve yerçekimi) paylaşıyor olabilir?
- 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
- Hoş geldiniz: tek yük
- Seçin: yük
- Oynat'a basın
- Yükler arasındaki kuvvet
- Özellikler panelini açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.