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

vetro

resina

ebanite

Parte strofinata

Si osserva anche che la proprietàrimane limitata alla parte che èstata stofinata:la estremità nonstrofinata non attira i frammenti

Non strofinata,non attiraPerché appare tale proprietà?Perché rimane localizzata?E’ dello stesso tipo nei diversicorpi?

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 respingonoo si attraggono

ripetendo l’esperimemto e usando corpi di vario tipo si osservache tutti si attirano o si respingono comportandosi come

il vetro o la ebanitese un corpo è respinto dalla ebanite si comporta come la ebanite

che respinge altra ebanite e attira invece il vetro come loattira 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 presentanosenza carica,neutre:le cariche si attirano a vicenda

Strofinando si introduce energia nel corpo e può avvenire che alcunecariche (negative) si staccano dal corpo strofinante e passano inquello 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 quindila 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 dielettrizzarsi non appaia:forse perché a contatto con la manoforma un sistema di corpi non isolanti e la carica che invececompare anche strofinando il metallo si distribuisce a tuttala massa metallica e al corpo dell’operatore e anche a terra

se non isolato:usando invece un manico isolante perafferrare il corpo metallico,la carica compare e si diluisce

in tutta la massa :CONDUTTORE

terra

isolante

+ - + - + - + - + - + - +

+ - + - + - + - + - + - +

conduttore

isolante

-

Elettroni liberi di spostarsi in tutta la massa

Elettroni legati a posizione ,senza spostamenti

-

+ - + - + - + - + - + - +

terra

Conduttore collegato a terra:trasferisce a terra carica elettrica

--

Coppie di sferette con carica elettrica libere di spostarsi su piano isolante

Entrambe positive

Entrambe negative

Negativa e positiva

Cosa si nota ?rispondi e clicca

Si nota che corpi carichi con lo stesso segno si respingonocorpi carichi con segno opposto si attirano

Due coppie di sferette con lo stesso segno e la stessacarica,poste a diversa distanza

come si comportano?rispondi e clicca

Le sferette poste a maggiore distanza si respingono con minore forzapiù 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 proprietàparticolare definità elettricitàesistono solo due tipi di elettricità:positiva e negativacompaiono per separazione di cariche elettriche presenti in tutti i corpila carica rimane localizzata nei corpi isolanti e si distribuisce a tuttala massa nei corpi conduttoricorpi con lo stesso segno di carica si respingonocorpi con segno opposto di carica si attiranola forza di attrazione o repulsione varia con la quantità di caricapresente 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 sirespingono usiamo l’elettroscopio per:verificare se un corpo possiede elettricità staticaverificare tipo di elettricità presente in un corpoosservare tipo di elettrizzazione eseguibile:induzione, contatto,strofinio

Un corpo carico negativamente si avvicina all’elettroscopio:le lamine si allontanano:

quando il corpo si allontana le lamine per gravità si riavvicinano

Induzione elettrostatica

interpretazione

++++

Il corpo negativo avvicinandosi respinge lontano gli elettroni più vicini:questiraggiungono le lamine, che caricandosi negativamente, si respingono:

quando il corpo si allontana, gli elettroni vengono richiamati dalla carica positivarimasta nel luogo di origine e la gravità riunisce le lamine

Un corpo carico positivamente si avvicina all’elettroscopio:le lamine si allontanano:

quando il corpo si allontana le lamine per gravità si riavvicinano

Induzione elettrostatica

+++

Interpretazione

+++

++++

Un corpo positivo si avvicina all’elettroscopio attirando gli elettroni più lontani:lelamine 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 divergonoil 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

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 carichetoccando l’elettroscopio,collegandolo a terra,le lamine

si riavvicinano:strumento neutralizzato

+++

terra

+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 carichenegative,rende meno negative le lamine stesse e quindi si riduce laloro 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

Collegato a terra

Il corpo negativo avvicinato,per induzione,respinge carica negativa dello strumentonel punto più lontano:in questo caso la terra (alla quale è collegato):le laminerimangono verticali:quando si allontana il corpo e si toglie il collegamento conla terra,le cariche negative non possono riunirsi a quelle positive risalendo sullostrumento e quindi tutto l’elettroscopio risulta positivo:

Infatti avvicinando un corpo negativo le lamine convergono perché per induzione alcune carichenegative vengono sospinte lontano dalla sferetta equindi neutralizzano in parte la carica positiva delle lamine

+

+

+

+ +

--

++

-

Pendolino elettrico

Avvicinando un corpo negativo al pendolino (sughero metallizzato insuperficie) si osserva che la sferetta viene attirata dal corpo,lo tocca,poisi 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 negativesul 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 eviene respinta:cede all’aria la carica in eccesso e inizia moto pendolare

che la riporta al ciclo precedente

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