Симулятор электрического поля
Уравнения этой модели
| q | заряд | +1, +2 или −1 нанокулон на этих картинках; воздушный шарик, натёртый о волосы, несёт несколько нКл | |
|---|---|---|---|
| r | расстояние от заряда | в формуле в метрах; картинка в сантиметрах | |
| k | постоянная Кулона | 8.99 × 10⁹ N·m²/C² | |
| E | напряжённость поля | в вольтах на метр: сила в ньютонах на каждый кулон пробного заряда |
При текущих значениях:
| E₁, E₂ | поле каждого заряда в точке пробника | складываются как векторы, поэтому могут компенсироваться | |
|---|---|---|---|
| s | Расстояние между зарядами s (см) | расстояние между зарядами | |
| x | Положение пробника x (расстояние от центра), см | белая метка на оси; стрелка на ней направлена вдоль суммарного поля | |
| n | Силовых линий на нКл (линий на заряд) | линии выходят из каждого положительного заряда, n на нанокулон, поэтому у +2 нКл их вдвое больше; они показывают лишь направление и где поле сильное |
При текущих значениях:
Как пользоваться симулятором электрического поля
- Выберите расположение зарядов. Силовые линии выходят из каждого положительного заряда в направлении, куда толкало бы положительный пробный заряд.
- Меняйте расстояние, чтобы увидеть, как линии между + и − сгущаются, а линии между двумя одноимёнными зарядами расталкиваются.
- Перетаскивайте картинку, чтобы повернуть её, прокручивайте или сводите пальцы, чтобы масштабировать, и перетаскивайте правой кнопкой (или двумя пальцами), чтобы сдвинуть. «Пауза» останавливает время; «Сбросить» запускает симуляцию заново с текущими настройками.
Частые вопросы
Что означают силовые линии?
Силовая линия указывает, куда двигался бы положительный пробный заряд. Линии начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных (или уходят в бесконечность), а где они близко друг к другу, поле сильное.
Как рассчитывается поле?
По закону Кулона: каждый заряд даёт E = kq ÷ r², направленное от него (к нему, если он отрицательный), и вклады складываются как векторы. Симуляция следует этому суммарному полю малыми шагами, чтобы нарисовать каждую линию.
Почему поле диполя убывает быстрее, чем поле одного заряда?
Вдали от диполя два заряда почти компенсируют друг друга, поэтому поле убывает как 1 ÷ r³, а не 1 ÷ r². Квадруполь компенсируется ещё лучше и убывает как 1 ÷ r⁴.
Пишет, что WebGL выключен.
Для 3D-вида нужен WebGL, который есть во всех современных браузерах. Он может быть выключен, если в настройках браузера отключено аппаратное ускорение или графический драйвер очень старый. Включите аппаратное ускорение или попробуйте другой браузер.
Загружается ли что-нибудь?
Нет. Симуляцию рисует ваш собственный браузер с помощью WebGL; ничего никуда не отправляется, и после загрузки страницы она работает и офлайн.