Feltsonde: kraft per ladning

Et pedagogisk simuleringsspill. Før en liten prøveladning inn i feltet fra andre ladninger, les av kraften på den og forutsi feltet, kraften på en større sonde, feltet mellom to ladninger og hvor feltet når en verdi.

Elektrisk feltKraft per ladning

FELTSONDE

Les av feltet

Klar
Slå på JavaScript for å føre sonden inn i feltet. Instruksjonene og det gjennomregnede eksempelet kan fortsatt leses.
Elektrisk felt EKraft F på sondenPositiv ladning (+); negative ladninger er blå (−)Forutsigelsen din
Elektrisk feltE = F ÷ q = k·Q ÷ r²

Tid

0.00 s

t

Avstand til +-ladningen

— m

r

Kraft på sonden

— µN

F

Felt ved sonden

— N/C

E = F ÷ q

Sondens ladning

— nC

q

Forutsi før du starter

Skriv inn forutsigelsen din for å gjøre klart. Start er av til det finnes et svar.

Forutsi feltet og kraften på sonden.

Oppdragspoeng—

Hvert svar må være innenfor 2 %: hvert gir 100 poeng. Riktig på første forsøk gir 50 ekstra. Et forsøk teller så snart det starter.

✓ Riktig svar① På første forsøk

Slik spiller du Feltsonde

  1. Velg en test og les ladningene, sonden og punktet på kortet.
  2. Bruk E = F ÷ q, eller E = k·Q ÷ r² for en punktladning, med ladninger i C og avstander i m.
  3. Skriv inn forutsigelsen din og trykk Start. Sonden føres til punktet, og kraftmåleren viser kraften.
  4. Sammenlign avlesningen og pilene med den oransje forutsigelsen din.

Det elektriske feltet

En ladning forandrer rommet rundt seg: enhver annen ladning som plasseres der, kjenner en kraft. Det elektriske feltet beskriver denne forandringen punkt for punkt. Det er kraften en liten positiv prøveladning ville kjent, delt på ladningen: E = F ÷ q, i newton per coulomb. Fordi kraften vokser i takt med prøveladningen, avhenger forholdet ikke av sonden: feltet hører til punktet og er der med eller uten sonde. En punktladning Q gir et felt E = k·Q ÷ r² som peker bort fra en positiv ladning og mot en negativ. Med flere ladninger legges feltene sammen som vektorer: mellom en +- og en −-ladning peker begge feltene samme vei og legges sammen, mens de mellom to like +-ladninger opphever hverandre på midten. Når feltet er kjent, er kraften på enhver ladning q lik F = q·E.

En avgrenset læringsmodell

Kildene er faste punktladninger i luft, som regnes som vakuum; kuppelens ladning er valgt slik at feltet i P er nøyaktig 3,0 × 10⁵ N/C. Sonden er en liten positiv ladning på en isolerende stang, som føres jevnt opp fra 0,15 m under punktet i 2 s og holdes der i 1 s; den er for liten til å flytte de andre ladningene, og feltet den måler, tar ikke med dens eget. Kraftmåleren viser kraften i hvert øyeblikk. Kartpilene peker langs feltet, og lengden øker med 12 px for hver tidobling av E; pilene ved sonden er i en oppgitt skala. Svar innenfor 2 % er riktige.

Når du bytter språk, beholdes forsøket, forutsigelsen, forsøkene og forløpet.