V.3.2. Electrizarea prin frecare
Pentru o bună reușită a experimentelor de electrizare trebuie respectate anumite condiții:
-
Corpurile să fie curate (eventual degresate cu spirt), bine uscate, de preferat și rotunjite.
-
Încăperea unde se efectuează să fie încălzită și fără umiditate.
-
Nu încercați aceste experimente când plouă afară și este multă umiditate în aerul atmosferic.
Materiale necesare:
Baghetă de plastic, bucată de lână, bucățele de hârtie ( sau bobițe de polistiren ), o sticluță cu apă, doză goală de aluminiu, vas cu soluție de detergent de vase, compas.
Descrierea experimentului:
- Pune pe masă o grămăjoară de bobițe de polistiren și apropie de ea bagheta.
- Ce observi ?
Bagheta nu atrage bucățelele mici.
- Freacă cu bucata de lână un capăt al baghetei, fără să atingi cu mâna porțiunile frecate.
- Ce observi ?
După frecare, bagheta atrage bobițele.
- Apropie un corp electrizat de o doză de aluminiu.
- Ce observi ?
Corpul electrizat atrage doza.
- Pune soluția de detergent de vase într-un vas.
- Suflă cu un pai ca să formezi un balon de săpun.
- Apropie un corp electrizat de balonul de săpun.
- Ce observi ?
Corpul electrizat atrage balonul de săpun.
- Cu ajutorul unui compas fă un orificiu mic în fundul sticlei cu apă.
- Scoate dopul sticlei ca să obții un jet subțire de apă.
- Apropie un corp electrizat de jetul de apă.
- Ce observi ?
Corpul electrizat atrage jetul de apă.
Concluzia experimentului:
Corpurile electrizate au proprietatea de a atrage corpuri ușoare (bucățele de hârtie, bobițe de polistiren, doze de aluminiu, baloane de săpun, jet subțire de apă, firele de păr etc).
Nu uitați că orice interacțiune are loc prin forțe reciproce. Corpul electrizat atrage cu o forță corpul neutru, dar și corpul neutru atrage cu aceeași forță corpul electrizat, dar în sens opus.
Prin frecarea a două corpuri, acestea se electrizează și se încarcă cu sarcini electrice, pozitive sau negative.
Sarcina electrică (q) este o mărime fizică ce măsoară starea de electrizare a unui corp.
Unitatea de măsură în SI:
Fenomenul prin care un corp se încarcă cu sarcini electrice se numește electrizare.
Materiale necesare:
Balon umflat, lavetă, suport.
Descrierea experimentului:
- Suspendă balonul de un suport.
- Freacă cu laveta balonul, fără să atingi cu mâna porțiunile frecate și apoi lasă-l liber.
- Apropie laveta de balonul suspendat.
- Ce observi ?
Cele două corpuri frecate se atrag.
Concluzia experimentului:
În urma frecării a două corpuri, unul se încarcă cu sarcini pozitive (laveta), celălalt cu sarcini negative (balonul de cauciuc).
Electrizarea corpurilor prin frecare are loc printr-un transfer de electroni de la un corp la altul, astfel:
- Corpul care cedează electroni, se va încărca cu sarcini electrice pozitive, deoarece va avea un surplus (mai mulți) protoni în nucleele atomilor.
- Corpul care primește electroni, se va încărca cu sarcini electrice negative, deoarece va avea un surplus de electroni în învelișurile electronice ale atomilor.
Interacțiunile electrostatice sunt de două feluri:
Interacțiunile dintre două corpuri electrizate au loc la distanță prin intermediul câmpului electrostatic din jurul oricărui corp electrizat.
Materiale necesare:
Corp de sticlă (borcănel), bucată de mătase, un pai de suc, lână, ață, suport.
Descrierea experimentului:
- Taie paiul în două bucăți.
- Prinde un fir de ață de bucată mică de pai și suspend-o de un suport.
- Freacă cu o mănușă de lână cele două bucățele tăiate din pai, una fiind cea suspendată.
- Apropie paiul electrizat prin frecare de cel suspendat.
- Ce observi ?
Cele două paie se resping.
Cele două paie se resping deoarece s-au încărcat cu aceleași sarcini electrice, fiind confecționate din material identic.
- Freacă cu bucata de mătase (hârtie) partea rotunjită a unui borcănel, fără să atingi cu mâna porțiunile frecate.
- Apropie borcănelul de paiul suspendat.
- Ce observi ?
Cele două corpuri se atrag.
Concluzia experimentului:
Sticla s-a încărcat cu sarcini pozitive, iar paiul de plastic cu sarcini negative și de aceea s-au atras.