Coulombkraften avtar med kvadratet av avstanden

Hva viser visualet?

Kurven er regnet ut punkt for punkt av F = k·q₁q₂/r² for et fast ladningspar på 2,0 µC og 3,0 µC. Den er altså ikke en frihåndsskisse: hvert punkt du leser av, kan du regne etter selv.

På 0,10 m er kraften 5,4 N. Dobler du avstanden til 0,20 m, faller den til 1,3 N. Forholdet er 5,4/1,3 = 4,0 — nøyaktig 2², som er hele poenget med kvadratet i nevneren. Firedoblingen er markert med en klamme på grafen, og de to skissene til venstre viser den samme tingen med pillengder i felles målestokk.

Kurven er bratt nær ladningene og flat langt unna. På 0,05 m er kraften allerede 21,6 N, mens den på 0,40 m er nede i 0,34 N. Den nærmer seg null uten noen gang å nå den: feltet fra en ladning rekker prinsipielt uendelig langt.

Slik leser du visualet

Merkene under står også i bildet.

1. 1. Samme par, halv kraft-pil. Avstanden dobles fra 0,10 m til 0,20 m, og pila blir fire ganger kortere.
2. 2. Firedelen leser du av. 5,4 N faller til 1,3 N. Forholdet er 4,0 — nøyaktig 2².
3. 3. Bratt helt inntil. Nær ladningene stuper kurven: på 0,05 m er kraften alt 21,6 N.

Nøkkelbegreper

• omvendt kvadratlov
• Coulombs lov
• avstandsavhengighet
• graf
• forholdsregning
• punktladning

På prøve og muntlig-praktisk

Spørsmålet «hva skjer med kraften om avstanden dobles?» går igjen. Svaret er en firedel — og tre ganger avstanden gir en niendedel. Du trenger ikke regne på nytt, bare bruke forholdet.

Kildegrunnlag

https://www.ifingo.no/fysikk2/elektrisk-felt/eksamen (oppgave 3 b) og https://www.ifingo.no/fysikk2/elektrisk-felt (avsnitt 2)