Silno električne sile med naelektrenimi delci

Potrebščine

• Koščki stiroporja ali papirja
• Plastičen predmet (glavnik, ravnilo, palica, nož in podobno)
• Aplikacija Virtualni_poskus_sila_med_nabojema.jar

Napotki in razlaga

Položi majhne koščke stiropora na mizo. S plastičnim predmetom nekaj sekund močno drgni po drugem materialu (poskusi drgniti tudi po različnih oblačilih ali laseh). Nato plastični predmet približaj (a se ne dotakni!) koščkov. Ugotovil boš, da se v določenih primerih koščki stiropora premaknejo, lahko se dotaknejo ali celo prilepijo na plastični predmet. Poskusi različne materiale in ugotavljaj, kako močno se lahko naelektrijo.

Opazoval si delovanje elektrostatičnih sil. Običajno so telesa električno nevtralna, kar pomeni, da imajo enako število pozitivno in negativno naelektrenih delcev. Pozitivno naelektrenim delcem rečemo protoni, negativno naelektrenim pa elektroni. V določenih primerih, na primer pri drgnjenju (trenju) se lahko del delcev prenese iz enega telesa na drugo telo. To so predvsem elektroni, ki so manjši in manj vezani na snov kot protoni. Ko se delci prenesejo, postaneta obe telesi naelektreni. Na enem je več pozitivnih nabojev, na drugem pa več negativnih nabojev. Med telesoma zato začne delovati privlačna (elektrostatična) sila.  Če sta telesi naelektreni z nabojem enakega predznaka, se telesi odbijata.

Aplikacija Virtualni_poskus_sila_med_nabojema.jar je namenjena prikazovanju sprememb elektrostatične sile med dvema naelektrenima delcema.

Naloži datoteko Virtualni_poskus_sila_med_nabojema.jar na računalnik in jo zaženi. Če imaš operacijski sistem v slovenskem jeziku, boš verjetno videl tudi zagnano aplikacijo v slovenskem jeziku. Če ne, z desnim klikom na oknu aplikacije izberi (glej zgornjo sliko) GUI options > Language > Slovenščina.

Z miško lahko spreminjaš položaj modrega delca in opazuješ, kako se velikost in smer elektrostatične sile med naelektrenima delcema zaradi tega spremeni. V izbirnem oknu na desni lahko z drsnikoma spreminjaš vrednost oz. množino naboja na obeh delcih. 

Opazuj velikost in smer sile na delca, glede na to kakšnega predznaka je njun naboj. Ugotovi, za koliko se poveča sila med delcema, če delca približamo za polovično razdaljo. Naredi si tabelo, v kateri spreminjaš naboj enega od delcev, in ugotovi, ali je sila odvisna od produkta ali vsote nabojev. Oddaljuj enega od delcev in opazuj, kako se spreminja sila. Ugotovi, ali se manjša linearno z razdaljo med delcema x, torej kot 1 deljeno z x, ali se manjša kvadratično, torej kot 1 deljeno z x na kvadrat.

Opombe in pomoč

Poskus lahko narediš tudi na Fakulteti za elektrotehniko, Tržaška 25, Ljubljana, če se prijaviš na spremenisvet@fe.uni-lj.si.