Tananyag választó:
Töltések a síkon
Eszköztár:
Töltések a síkon - Feladat

A feladat ismertetése

Az elektrosztatika ugyan bővelkedik tanórán elvégezhető kísérletekben, ezek azonban csak kvalitatív kísérletek. Ha az elektromos mező jellemző mennyiségeit szeretnénk látványosan szemléltetni, akkor ezt a legegyszerűbben számítógépes animációkkal tehetjük meg.


Ismerkedés a program használatával

A program használata igen egyszerű. A töltéseket kedvünkre tologathatjuk az asztalon, és az 1, 2 és 3 billentyűkkel változtathatjuk a töltéseik előjelét. A Coulomb-törvény szerint az erő nagysága a távolság négyzetével fordítottan arányos, ezért az erőhatások széles intervallumban változnak, így a megjelenítés nehéz. A program ezért tartalmaz egy 3 lépcsős zoom funkciót, ami csak az erővektorokat nagyítja, illetve kicsinyíti, és a + és - billentyűkkel vezérelhető.
Ismerkedés a programmal:
A program használatához szükséges információkat a programablak jobb felső sarkában található kérdőjelre kattintva kaphatjuk meg.
Próbáljuk ki a következőket:
Mozgassuk a töltéseket, változtassuk meg az előjelüket! Kicsinyítsük, nagyítsuk az erővektorokat! Ha már minden jól megy, állítsd be a következő elrendezéseket, és jelöld be az ábrákba a töltésekre ható eredő erőket!
Töltések közötti erőhatás Töltések közötti erőhatás Állítsd be az ábrán látható elrendezést, és figyeld meg (rajzold be az ábrába) az a jelű töltésre ható erőket és eredő erőt!
Mekkora szöget zár be az a töltésre ható eredő erő a vízszintessel?
Miért?
Ha a b töltést 2 osztással jobb mozgatjuk, akkor hogyan változik az a és b töltés távolsága?
Meg tudod állapítani, hogy hány szorosára változott az a és b töltés közötti erőhatás?! Hogyan állapítod meg, és hány szorosára változott?
Ha a b töltést az eredeti helyétől 4 osztással balra helyeznénk el, akkor mit mondhatnánk a távolság és az erő változásáról? (Lehet, hogy nagyítást kell váltanod!) Coulomb-törvény Coulomb-törvény

Itt az a feladatod, hogy az asztalon úgy helyezd el a harmadik töltést, hogy az ábrán látható vektor a töltésre ható eredő erő vektora legyen! A vektorok méreténél használd a közepes nagyítást!
Ha sikerült, jelöld be az ábrán a töltés helyét!
Úgy is meg tudod csinálni, ha a harmadik töltés előjelét átkapcsolod? Ha igen akkor ezt is jelöld be az ábrába! Coulomb-törvény Coulomb-törvény

Ebben a feladatban a harmadik töltés lesz a próbatöltés, amivel feltérképezzük az ábrán látható töltések terét. A vektorok méretezésénél használd a legkisebb nagyítást, és rajzold be a pozitív próbatöltésre ható eredő erőt az ábrák minél több pontjába! Térerősség, erőtér 3. Térerősség, erőtér 2. Térerősség, erőtér 1.

Keresd meg és jelöld be az ábrán azokat a pontokat, ahol egy pozitív próbatöltés egyensúlyban van!
Megtaláltad az összes ilyen pontot? Indokold, meg, hogy miért nem lehet több ilyen pont!
A továbbiakban vizsgáljuk azt a pontot, amelyik a két töltés közti felezőpontban található! ;-)
Ha egy negatív töltést helyeznénk ebbe a pontba, akkor az is nyugalomban lenne? Miért? Gondolj a térerősség fogalmára!

Egyensúly