
- •Лабораторные работы по электричеству и магнетизму. Лабораторная работа № 10 (часть 1). Электростатические силы (Закон Кулона).
- •Порядок выполнения работы.
- •Проведение измерений.
- •Порядок выполнения задания 1:
- •Порядок выполнения задания 2:
- •Порядок выполнения задания 3:
- •Порядок выполнения задания 4:
Порядок выполнения задания 3:
Перед вами на экране монитора должны быть четыре заряда (красный Q1, синий Q2, светло-зеленый Q3 и темно-зеленый заряд Q4) и в левом нижнем углу в текстовом окне настоящее описание лабораторной работы, которое должно находиться постоянно в поле зрения во время выполнения заданий. Если по каким-либо причинам указанные заряды отсутствуют, то с помощью кнопок панели инструментов поместите их на экран.
"Включите" измерительную сетку, которая обеспечит вам необходимую точность при начальной установке зарядов.
Теперь для реализации условий задания, соответствующих вашему варианту, необходимо провести следующие действия.
1. С помощью левой кнопки мыши перетащите красный заряд Q1 в точку (X1,Y1), синий заряд Q2 - в точку (X2,Y2), светло-зеленый заряд Q3 - в точку (X3,Y3) и темно-зеленый заряд Q4 - в точку (X4,Y4) вашего варианта. Координаты точки, куда вы после перетаскивания опускаете заряд, высвечиваются в левом нижнем углу экрана.
Следует помнить, что это предварительная, грубая установка зарядов, а поэтому необходимо перейти к следующей - точной.
2. Для точной установки зарядов сначала откройте окно "Параметры зарядов" с помощью пункта "Параметры зарядов" в ниспадающем меню "Свойства". После этого необходимо "переписать" данные вашего варианта в окно "Параметры зарядов".
Обратите особое внимание на то, чтобы X- и Y-координаты всех зарядов точно соответствовали вашему варианту.
а) Начните с красного заряда Q1. Для этого в окне "Параметры зарядов" с помощью маленьких кнопок со стрелками переключателя "вверх-вниз" установите справа от слов "Заряд" номер заряда "1". В последующих нижних полях с помощью аналогичных переключателей установите точные значения Q1, X1 и Y1. Остальные поля, кроме массы заряда (ее не изменяйте), должны содержать нули.
б) Поставьте в окошке переключателя "Заряд" цифру "2", соответствующую синему заряду Q2. Установите точные значения Q2, X2 и Y2 в соответствующих полях, не изменяя массы заряда.
в) В окошке переключателя "Заряд" поставьте цифру "3", соответствующую светло-зеленому заряду Q3. Установите точные значения Q3, X2 и Y3 в соответствующих полях, не изменяя массы заряда.
г) Наконец, в окошке переключателя "Заряд" поставьте цифру "4", соответствующую темно-зеленому заряду Q4. Установите точное значения значение X4, Y4, а величину Q4 поставьте любую с учетом того, что знак заряда Q4 противоположен знаку остальных зарядов.
Теперь откройте пункт "Сила Кулона" в ниспадающем меню "Вид" (это можно сделать также, щелкнув мышью по кнопке F на панели инструментов). Вы увидите на зарядах желтые стрелки. Стрелка указывает направление силы, действующей на заряд, а в появившемся окне "Сила Кулона" приводится значение величины этой силы для заряда Q4.
3. Итак, теперь параметры всех четырех зарядов соответствуют вашему варианту задания, и вы можете проводить измерения. Кроме четырех зарядов с желтыми стрелками, перед вами должны находиться три раскрытых окна: окно "Описание", окно "Параметры зарядов" с параметрами темно-зеленого заряда Q4 и окно "Сила Кулона" со значением силы, действующей на заряд Q4, находящийся в правой нижней вершине квадрата.
Из окна "Сила Кулона", в котором справа от "Заряд N" установлена цифра "4", запишите в лабораторную тетрадь из окошка справа от "F(N)" значение действующей на темно-зеленый заряд Q4 силы F, а также из окошек справа от "Fx(N)" и "Fy(N)" значения X- и Y-компонентов этой силы с учетом знака.
В заключение приведите заряды в движение, используя кнопку > на панели инструментов (или пункт "Старт" в ниспадающем меню "Движение") и понаблюдайте за результатом действия этой силы в том случае, если снять "закрепление" зарядов и пренебречь силой тяжести.
Перепишите ваш вариант следующего задания в тетрадь и приступайте к выполнению пункта “Порядок выполнения задания 4”.
Задание 4. В поле двух точечных зарядов Q1 и Q2, закрепленных на оси X в точках X1 и X2, определите силу F и ее составляющие Fx и Fy, действующие на заряд Q3, удаленный от заряда Q1 на расстояние R1 и от заряда Q2 на R2.
Величина и координаты зарядов указаны ниже:
Вариант № 1
Q1 = 10000 нКл; X1 = -3;
Q2 = 10000 нКл; X2 = 2;
Q3 = 9000 нКл; R1 = 3,61; R2 = 2,81.
Вариант № 2
Q1 = 10000 нКл; X1 = -3;
Q2 = 10000 нКл; X2 = 2;
Q3 = -9000 нКл; R1 = 3,61; R2 = 2,81.
Вариант № 3
Q1 =-10000 нКл; X1 = -3;
Q2 = 10000 нКл; X2 = 2;
Q3 = -9000 нКл; R1 = 3,61; R2 = 2,81.
Вариант № 4
Q1 =-10000 нКл; X1 = -3;
Q2 = 10000 нКл; X2 = 2;
Q3 = 9000 нКл; R1 = 3,61; R2 = 2,81.
Вариант № 5
Q1 =-10000 нКл; X1 = -3;
Q2 =-10000 нКл; X2 = 2;
Q3 = 10000 нКл; R1 = 3,61; R2 = 2,81.
Вариант № 6
Q1 =-10000 нКл; X1 = -3;
Q2 =-10000 нКл; X2 = 2;
Q3 =-10000 нКл; R1 = 3,61; R2 = 2,81.
Вариант № 7
Q1 = 10000 нКл; X1 = -3;
Q2 = 10000 нКл; X2 = 2;
Q3 = 9000 нКл; R1 = 3,16; R2 = 2,24.
Вариант № 8
Q1 = 10000 нКл; X1 = -3;
Q2 = 10000 нКл; X2 = 2;
Q3 = -9000 нКл; R1 = 3,16; R2 = 2,24.
Вариант № 9
Q1 =-10000 нКл; X1 = -3;
Q2 = 10000 нКл; X2 = 2;
Q3 = -9000 нКл; R1 = 3,16; R2 = 2,24.
Вариант № 10
Q1 =-10000 нКл; X1 = -3;
Q2 = 10000 нКл; X2 = 2;
Q3 = 9000 нКл; R1 = 3,16; R2 = 2,24.
Вариант № 11
Q1 =-10000 нКл; X1 = -3;
Q2 =-10000 нКл; X2 = 2;
Q3 = 10000 нКл; R1 = 3,16; R2 = 2,24.
Вариант № 12
Q1 =-10000 нКл; X1 = -3;
Q2 =-10000 нКл; X2 = 2;
Q3 =-10000 нКл; R1 = 3,16; R2 = 2,24.