elettrostatica
Si verifica facilmente che certi corpi (es.ebanite, vetro, ambra, resine..)
se strofinati con un panno o pelle di animale acquistano la proprietà
di attirare leggeri frammenti di paglia, carta, sughero…
a tale proprietà si assegna il nome di Elettricità (da electron ,ambra)
ebanite
Parte strofinata
vetro
resina
Non strofinata,non attira
ebanite
Si osserva anche che la proprietà
rimane limitata alla parte che è
stata stofinata:la estremità non
strofinata non attira i frammenti
Perché appare tale proprietà?
Perché rimane localizzata?
E’ dello stesso tipo nei diversi
corpi?
Verifica del tipo di elettricità presente nei vari corpi
ebanite
vetro
resina
Avvicinando due corpi dello stesso tipo si osserva che si respingono
Verifica del tipo di elettricità presente nei vari corpi
Ebanite+resina
Ebanite+vetro
Resina+vetro
Avvicinando due corpi di diverso tipo si osserva che si respingono
o si attraggono
ripetendo l’esperimemto e usando corpi di vario tipo si osserva
che tutti si attirano o si respingono comportandosi come
il vetro o la ebanite
se un corpo è respinto dalla ebanite si comporta come la ebanite
che respinge altra ebanite e attira invece il vetro come lo
attira la ebanite
si può concludere che esistono solo due tipi di elettricità:
simile a quella dell’ebanite(resinosa,negativa)
simile a quella del vetro (vitrea,positiva)
Perché compare tale proprietà ?
Ipotesi:
le particelle di ogni sostanza contengono cariche negative e cariche
positive in uguale quantità:infatti normalmente si presentano
senza carica,neutre:le cariche si attirano a vicenda
Strofinando si introduce energia nel corpo e può avvenire che alcune
cariche (negative) si staccano dal corpo strofinante e passano in
quello strofinato:il primo diventa allora carico positivamente e il
secondo carico negativamente:
esempio ebanite strofinata con lana
ebanite negativa e lana positiva
Esiste solo la possibilità di acquistare o cedere cariche negative e quindi
la possibilità che appaia elettricità positiva o negativa:non altro tipo
-+ -+ -
+
-+ -
+
-+ -+
+
-
La carica rimane localizzata se per natura il corpo non permette lo
spostamento delle cariche al suo interno:ISOLANTE
Strofinando un corpo metallico sembra che la proprietà di
elettrizzarsi non appaia:forse perché a contatto con la mano
forma un sistema di corpi non isolanti e la carica che invece
compare anche strofinando il metallo si distribuisce a tutta
la massa metallica e al corpo dell’operatore e anche a terra
se non isolato:usando invece un manico isolante per
afferrare il corpo metallico,la carica compare e si diluisce
in tutta la massa :CONDUTTORE
-+ -+ -
+
-+ -
+
isolante
-+ -+ -
+
-+ -
+
-+ -+
+
-
-+ -+
-
+
terra
conduttore
Elettroni liberi di spostarsi in tutta la massa
+-+-+-+-+-+-+
+ - + - + - + - + - + - +isolante
Elettroni legati a posizione ,senza spostamenti
+ - + - + - + - + - + - +-Conduttore collegato a terra:trasferisce a terra carica elettrica
terra
Coppie di sferette con carica elettrica libere di spostarsi su piano isolante
Cosa si nota ?rispondi e clicca
Entrambe positive
Entrambe negative
Negativa e positiva
Si nota che
corpi carichi con lo stesso segno si respingono
corpi carichi con segno opposto si attirano
Due coppie di sferette con lo stesso segno e la stessa
carica,poste a diversa distanza
come si comportano?
rispondi e clicca
Le sferette poste a maggiore distanza si respingono con minore forza
più lentamente e con spostamento ridotto
Due coppie di sferette con lo stesso segno ,poste alla stessa
distanza ma con carica piccola o grande:cosa si osserva
riguardo alla carica ?
rispondi e clicca
A parità di distanza sferette con carica maggiore si
respingono con maggiore forza e spostamento
più veloce e grande
Conclusione:
un corpo strofinato da un altro corpo può acquistare una proprietà
particolare definità elettricità
esistono solo due tipi di elettricità:positiva e negativa
compaiono per separazione di cariche elettriche presenti in tutti i corpi
la carica rimane localizzata nei corpi isolanti e si distribuisce a tutta
la massa nei corpi conduttori
corpi con lo stesso segno di carica si respingono
corpi con segno opposto di carica si attirano
la forza di attrazione o repulsione varia con la quantità di carica
presente nei corpi e con la loro distanza
(dipende anche dal mezzo interposto…)
forza = K *carica1*carica2 / quadrato della distanza
forza
Carica
1/D
Come riconoscere se un corpo è elettrizzato e con quale segno ?
Descrizione dello strumento Elettroscopio
Sfruttando la proprietà che corpi elettrizzati con lo stesso segno si
respingono usiamo l’elettroscopio per:
verificare se un corpo possiede elettricità statica
verificare tipo di elettricità presente in un corpo
osservare tipo di elettrizzazione eseguibile:induzione,
contatto,strofinio
Induzione elettrostatica
Un corpo carico negativamente si avvicina all’elettroscopio:
le lamine si allontanano:
quando il corpo si allontana le lamine per gravità
si riavvicinano
interpretazione
++++
Il corpo negativo avvicinandosi respinge lontano gli elettroni più vicini:questi
raggiungono le lamine, che caricandosi negativamente, si respingono:
quando il corpo si allontana, gli elettroni vengono richiamati dalla carica positiva
rimasta nel luogo di origine e la gravità riunisce le lamine
Induzione elettrostatica
+++
Un corpo carico positivamente si avvicina all’elettroscopio:
le lamine si allontanano:
quando il corpo si allontana le lamine per gravità
si riavvicinano
Interpretazione
+++
++++
Un corpo positivo si avvicina all’elettroscopio attirando gli elettroni più lontani:le
lamine diventano positive e si respingono:
quando il corpo si allontana gli
elettroni sono richiamati dalla carica positiva e le lamine si riuniscono
Elettrizzazione per contatto
Un corpo negativo si avvicina all’elettroscopio:le lamine divergono
il corpo tocca elettroscopio, si allontana:le lamine rimangono divergenti
contro la forza di gravità
interpretazione
+++
Un corpo negativo cede elettroni all’elettroscopio che risulta così tutto
negativo:le lamine divergono;allontanando il corpo, l’elettroscopio rimane
negativo e le lamine mantengono la divergenza repulsiva tra cariche
interpretazione
+++
terra
Un corpo negativo cede elettroni all’elettroscopio che risulta così tutto
negativo:le lamine divergono;allontanando il corpo, l’elettroscopio rimane
negativo e le lamine mantengono la divergenza repulsiva tra cariche
toccando l’elettroscopio,collegandolo a terra,le lamine
si riavvicinano:strumento neutralizzato
Elettroscopio carico:quale segno?
Corpo negativo avvicinato aumenta divergenza lamine:che
segno avranno?perchè divergono?
Corpo positivo avvicinato riduce divergenza lamine:che
segno avranno?perchè convergono?
+
+
Elettroscopio carico negativamente:infatti avvicinando corpo negativo,per
induzione aumenta la carica negativa sulle lamine che quidi divergono;
invece avvicinando corpo positivo che richiama verso l’alto cariche
negative,rende meno negative le lamine stesse e quindi si riduce la
loro repulsione:convergono
-
Collegato a terra
Avvicinando corpo negativo a elettroscopio collegato a
terra non si nota alcuna divergenza delle lamine:ma
quando si allontana il corpo e insieme si toglie
collegamento a terra, le lamine divergono e restano
divergenti:che carica hanno?rispondi e poi clicca
Il corpo negativo avvicinato,per induzione,respinge carica negativa dello strumento
nel punto più lontano:in questo caso la terra (alla quale è collegato):le lamine
rimangono verticali:quando si allontana il corpo e si toglie il collegamento con
la terra,le cariche negative non possono riunirsi a quelle positive risalendo sullo
strumento e quindi tutto l’elettroscopio risulta positivo:
-
++
+
+
+
+
Collegato a terra
+
Infatti avvicinando un corpo negativo le lamine convergono
perché per induzione alcune cariche
negative vengono sospinte lontano dalla sferetta e
quindi neutralizzano in parte la carica positiva delle lamine
Pendolino elettrico
Avvicinando un corpo negativo al pendolino (sughero metallizzato in
superficie) si osserva che la sferetta viene attirata dal corpo,lo tocca,poi
si allontana,ritorna verso il corpo,lo tocca e ripete il ciclo:cosa avviene?
Rispondi e poi clicca
-+ -
-+ -
Il corpo negativo avvicinandosi ,per induzione respinge le cariche negative
sul lato opposto generando una carica positiva sul lato vicino:la sferetta viene
attirata e tocca il corpo negativo:si carica di eccesso di carica negativa e
viene respinta:cede all’aria la carica in eccesso e inizia moto pendolare
che la riporta al ciclo precedente