Перейти к содержимому инструмента
Мои инструменты

Электричество и магнетизм · AP Physics 2 Unit 3

Симулятор закона Кулона и электростатической индукции

Симулятор силы электростатического взаимодействия Кулона: F = k·q1·q2/r² и клетка Фарадея

  • В браузере
  • Без регистрации
  • Вывод формул
  • Режим проектора
  • Печатный лист A4
Локальный расчёт · Приватно
Интерактивная научная лаборатория Клиентские физические и математические вычисления в браузере без сбора персональных данных.
Окно 3D симуляции● 60 FPS
Пресеты и типичные ловушки:

Параметры эксперимента

μC
μC
m

Расчёты и показатели в реальном времени

Кулоновская сила F
--
Характер силы
--
Угол расхождения листочков
--
Поле внутри E
--
Вывод формул в реальном времени
Основная формула: --
Подстановка значений: --
Физическое состояние: --

Разбор типовых задач и анализ экзаменационных ошибок

Worked Problem

Условие задачи: Two charges feel force F at distance r. If both charges double and distance halves, what is the new force?
Пошаговый вывод формул:
  1. From F = k(q1*q2)/r²: numerator becomes 2*2=4, denominator becomes (0.5)²=0.25. New force F' = 4/0.25 * F = 16F.

Worked Problem

Условие задачи: Airplanes are frequently struck by lightning mid-flight. Why are passengers and avionics completely unharmed?
Пошаговый вывод формул:
  1. Faraday cage effect. The aluminum fuselage acts as a closed conductive shield; lightning currents route harmlessly over the exterior skin.

Рабочий лист для урока и домашние задания

Q1. Variant 1: What charges do fur-rubbed rubber and silk-rubbed glass acquire? What is the microscopic mechanism?
Q2. Variant 2: Identical metal spheres with +6q and -2q contact and separate. What is final charge on each?
Q3. Variant 3: What three electrostatic equilibrium conditions characterize a conductor?

Часто задаваемые вопросы и типичные заблуждения

When r approaches zero, does Coulomb force become truly infinite?
No! Coulomb's law assumes ideal "point charges". At near-zero distances, physical size and charge redistribution invalidate the point-charge model.
In a thunderstorm car lightning strike, is it safer inside the car or running out?
Stay inside! The steel automotive body acts as a protective Faraday cage directing lightning into the ground. Exiting exposes you as a lightning rod.
Why does an electrostatic plastic comb attract electrically neutral paper bits?
Dielectric polarization! The comb's field induces dipole polarization in paper bits; closer opposite charges experience greater attraction than distant like charges.
Why does a microwave door metal mesh block microwaves while letting visible light through?
Mesh holes (1mm) are much smaller than 12.2cm microwaves, acting as a continuous Faraday shield, but much larger than 500nm light waves.