Sonda de campo: força por unidade de carga

Um jogo de simulação educativo. Leva uma pequena carga de prova ao campo de outras cargas, lê a força sobre ela e prevê o campo, a força numa sonda maior, o campo entre duas cargas e onde o campo atinge um valor.

Campo elétricoForça por carga

SONDA DE CAMPO

Lê o campo

Pronto
Ativa o JavaScript para levar a sonda ao campo. As instruções e o exemplo resolvido continuam legíveis.
Campo elétrico EForça F sobre a sondaCarga positiva (+); as negativas são azuis (−)Sua previsão
Campo elétricoE = F ÷ q = k·Q ÷ r²

Tempo

0.00 s

t

Distância à carga +

— m

r

Força sobre a sonda

— µN

F

Campo na sonda

— N/C

E = F ÷ q

Carga da sonda

— nC

q

Preveja antes de começar

Escreve a tua previsão para preparar o ensaio. Iniciar fica desativado até haver uma resposta.

Prevê o campo e a força sobre a sonda.

Pontuação da missão—

Cada resposta tem de estar dentro de 2 %: cada uma vale 100 pontos. Acertar no primeiro ensaio dá mais 50. Um ensaio conta assim que começa.

✓ Resposta certa① De primeira

Como jogar Sonda de campo

  1. Escolhe um teste e lê no cartão as cargas, a sonda e o ponto.
  2. Usa E = F ÷ q, ou E = k·Q ÷ r² para uma carga pontual, com as cargas em C e as distâncias em m.
  3. Escreve a tua previsão e carrega em Iniciar. A sonda é levada até ao ponto e o dinamómetro indica a força.
  4. Compara a leitura e as setas com a tua previsão laranja.

O campo elétrico

Uma carga altera o espaço à sua volta: qualquer outra carga colocada ali sente uma força. O campo elétrico descreve essa alteração ponto a ponto. É a força que uma pequena carga de prova positiva sentiria, dividida pela sua carga: E = F ÷ q, em newtons por coulomb. Como a força cresce ao mesmo ritmo que a carga de prova, a razão não depende da sonda: o campo pertence ao ponto e está lá com ou sem sonda. Uma carga pontual Q cria um campo E = k·Q ÷ r² que aponta para fora de uma carga positiva e para uma carga negativa. Com várias cargas, os campos somam-se como vetores: entre uma carga + e uma −, os dois campos apontam no mesmo sentido e somam-se, enquanto entre duas cargas + iguais se anulam no meio. Conhecido o campo, a força sobre qualquer carga q é F = q·E.

Um modelo de aprendizagem focado

As fontes são cargas pontuais fixas no ar, tratado como vácuo; a carga da cúpula é escolhida para que o campo em P seja exatamente 3,0 × 10⁵ N/C. A sonda é uma pequena carga positiva numa vareta isolante, levantada a ritmo constante desde 0,15 m abaixo do ponto durante 2 s e mantida ali 1 s; é pequena demais para mover as outras cargas, e o campo que mede não inclui o seu próprio. O dinamómetro indica a força a cada instante. As setas do mapa apontam ao longo do campo, e o seu comprimento cresce 12 px por cada fator 10 em E; as setas da sonda têm uma escala indicada. As respostas dentro de 2 % estão certas.

Ao trocar de idioma, seu teste, previsão, tentativas e rodada são mantidos.