ΗΛΔΚΤΡΙΚΗ ΓΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟ

θεθ_1 ΗΛΔΚΤΡΙΚΗ ΓΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟ Παξαδείγκαηα πάλσ ζην 1 ν θεθάιαην ηεο Φπζηθήο Γπκλαζίνπ Γ ηάμεο. πκπιεξώλνπλ εθείλα ηνπ βηβιίνπ. Απηά κε αζηεξίζθν (*) είλαη δπζθνιόηεξα ή απαηηνύλ επηπιένλ γλώζεηο. ΓΟΜΗ ΣΩΝ ΑΣΟΜΩΝ ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 1 Γιαηί ηο ηλεκηρόνιο ζηο άηομο ηου υδρογόνου δεν πέθηει ζηον πυρήνα, αθού έλκεηαι από αυηόν; Η έιμε ηνπ ππξήλα δίλεη ζην ειεθηξόλην ηελ θπθιηθή ηνπ θίλεζε. Καη αλαινγία ε έιμε ηνπ Ήιηνπ αλαγθάδεη ηε Γε λα πεξηθέξεηαη γύξσ ηνπ. ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 2 (*) Γηαηί ηα πξσηόληα ζε έλαλ ππξήλα δελ απνρσξίδνληαη, αθνύ απσζνύληαη κεηαμύ ηνπο; Σα πξσηόληα ζπγθξαηνύληαη κεηαμύ ηνπο κε ηελ πνιύ ηζρπξόηεξε ππξεληθή δύλακε. Κεφ_1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟ Δ. Σκλαβενίτης 1

ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 3(*) Γηαηί ηα «ειεύζεξα ειεθηξόληα» ζε έλαλ αγσγό δελ θεύγνπλ από ηνλ αγσγό; Απιντθή εμήγεζε κε αλζξσπνκνξθηθνύο όξνπο: Μόιηο δνθηκάζνπλ λα δξαπεηεύζνπλ αηζζάλνληαη ηελ ηζρπξή έιμε ηνπ ππόινηπνπ κέηαιινπ, πνπ ηώξα έρεη πιεόλαζκα ζεηηθνύ θνξηίνπ θαη επηζηξέθνπλ. Μόλν αλ πάξνπλ επηπιένλ ελέξγεηα (όηαλ π.ρ. απμεζεί πνιύ ε ζεξκνθξαζία ηνπ κεηάιινπ) κπνξνύλ λα απνκαθξπλζνύλ νξηζηηθά. ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 4(*) Σα ειεθηξόληα είλαη απείξσο κηθξά. Πώο θάλνπλ αηζζεηή ηελ παξνπζία ηνπο ζηα κέηαιια; ; Η ραξαθηεξηζηηθή ιάκςε ησλ κεηάιισλ νθείιεηαη ζηα ειεύζεξα ειεθηξόληα. ΑΓΩΓΟΙ ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ ΜΟΝΩΣΔ ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 5 Σν ζώκα Β πιεζηάδεη θαη έξρεηαη ζε επαθή κε ηε θνξηηζκέλε κεηαιιηθή ζθαίξα Α, όπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα. Σν ζώκα Β είλαη αγσγόο ή κνλσηήο; ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 6 Σν ζώκα Β πιεζηάδεη θαη έξρεηαη ζε επαθή κε ηε θνξηηζκέλε κεηαιιηθή ζθαίξα Α, όπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα. Σν ζώκα Β είλαη αγσγόο ή κνλσηήο; ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 7 ην δηπιαλό ζρήκα νη όκνηεο κεηαιιηθέο ζθαίξεο Α θαη Β είλαη θνξηηζκέλεο. (Κάζε + ηζνύηαη απνιύησο κε έλα -). Οη ζθαίξεο έξρνληαη ζε επαθή. Πνην από ηα παξαθάησ ζρήκαηα δείρλεη θαιύηεξα ην θνξηίν ησλ δύν ζθαηξώλ; Κεφ_1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟ Δ. Σκλαβενίτης 2

ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 8(*) Θεηηθά θνξηηζκέλε γπάιηλε ξάβδνο πιεζηάδεη κεηαιιηθή ζθαίξα πνπ βξίζθεηαη πάλσ ζε κνλσηηθό ζηήξηγκα. ηε ζθαίξα επάγνληαη θνξηία, δει. ειεύζεξα ειεθηξόληα πιεζηάδνπλ πξνο ηε κεξηά ηεο ξάβδνπ. Γηαηί δε καδεύνληαη όια ηα ειεύζεξα ειεθηξόληα πξνο απηή ηε κεξηά; (θαη ππάξρνπλ αλαξίζκεηα ηέηνηα όζα θαη ηα άηνκα ηεο κεηαιιηθήο ζθαίξαο!) Σα ειεύζεξα ειεθηξόληα έιθνληαη όρη κόλν από ηε ξάβδν αιιά θαη από ηα ζεηηθά ηόληα, αξηζηεξά. ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 9 ην παξαπάλσ παξάδεηγκα πνηα είλαη ε ζπληζηακέλε δύλακε ζηε ζθαίξα; ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 10 Άλζξσπνο βξίζθεηαη ζε κνλσηηθή βάζε θαη αθνπκπάεη ην ρέξη ηνπ ζε θνξηηζκέλν αγσγό (πνπ είλαη θαη απηόο κνλσκέλνο). Ο αγσγόο εθθνξηίδεηαη πιήξσο; ΙΓΙΟΣΗΣΔ ΣΟΤ ΗΛΔΚΣΡΙΚΟΤ ΦΟΡΣΙΟΤ ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 11 Έρνπκε δύν όκνηεο κεηαιιηθέο ζθαίξεο, ε κία έρεη θνξηίν 4nC θαη ε άιιε είλαη αθόξηηζηε. Σηο θέξλνπκε ζε επαθή. Πόζν ζα είλαη ην θνξηίν ηεο θαζεκηάο; Δπεηδή είλαη όκνηεο, 2nC ε θαζεκία ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 12 Έρνπκε ηξεηο όκνηεο κεηαιιηθέο θνξηηζκέλεο ζθαίξεο ηηο Α, Β θαη Γ. Η Α έρεη θνξηίν 4nC νη Β θαη Γ είλαη αθόξηηζηεο. Φέξλνπκε ζε επαθή ηελ Α κε ηελ Β θαη κεηά ηελ Β κε ηελ Γ. Πόζν ζα είλαη ηειηθά ην θνξηίν ηεο θαζεκηάο; Αξρηθά ε Α θαη ε Β ζα απνθηήζνπλ 2nC ε θαζεκία. Μεηά ε Β θαη ε Γ από 1nC. Κεφ_1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟ Δ. Σκλαβενίτης 3

ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 13 Έρνπκε ηξεηο όκνηεο κεηαιιηθέο θνξηηζκέλεο ζθαίξεο ηηο Α, Β θαη Γ. Η Α έρεη θνξηίν 4nC, ε Β είλαη αθόξηηζηε θαη ε Γ έρεη -2nC. Φέξλνπκε ζε επαθή ηελ Α κε ηελ Β θαη κεηά ηελ Β κε ηελ Γ. Πόζν ζα είλαη ηειηθά ην θνξηίν ηεο θαζεκηάο; Αξρηθά 2nC ε Α θαη ε Β θαη ζηε ζπλέρεηα 0 C ε Β θαη ε Γ. ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 14 Δίλαη δπλαηόλ θάπνην ζσκαηίδην λα έρεη θνξηίν 1,99 10-19 C; (Σν θνξηίν ηνπ ειεθηξνλίνπ είλαη 1,6 10-19 C) Όρη, ην 1,99 10-19 C δελ είλαη αθέξαην πνιιαπιάζην ηνπ θνξηίνπ ηνπ ειεθηξνλίνπ. ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 15(*) Σν ειάρηζην ειεθηξηθό θνξηίν είλαη απηό ηνπ ειεθηξνλίνπ, 1,6 10-19 C. Τπάξρεη έλα αληίζηνηρν ειάρηζην πνζόλ κάδαο; ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 16 Σν θνξηίν ηνπ ειεθηξνλίνπ είλαη 1,6 10-19 C. Α Έλα κεηαιιηθό αληηθείκελν έρεη 10 10 ειεύζεξα ειεθηξόληα. Πόζν θνξηίν έρεη; Β Έλα κεηαιιηθό αληηθείκελν έρεη πιεόλαζκα 10 10 ειεθηξόληα. Πόζν θνξηίν έρεη; Γ Από έλα κεηαιιηθό αληηθείκελν απνζπάζακε 10 10 ειεθηξόληα. Πόζν θνξηίν έρεη; Γ Σξίςακε λάηινλ ζαθνύια ζε ξάβδν από plexiglas θαη ε ξάβδνο απέθηεζε 10 10 ειεθηξόληα. Πόζν θνξηίν έρεη ε ξάβδνο θαη πόζν ε ζαθνύια; Α 0 C Β 10 10 1,6 10-19 C, αξλεηηθό Γ 10 10 1,6 10-19 C, ζεηηθό Γ 10 10 1,6 10-19 C ε ζαθνύια ζεηηθό θαη ε ξάβδνο αξλεηηθό ΣΡΟΠΟΙ ΗΛΔΚΣΡΙΗ ε έλα ζρέδην παιηνύ βηβιίνπ θπζηθήο βιέπνπκε έλα θπιηλδξηθό δνρείν κε πδξάξγπξν (Μ), αγσγό (t) πνπ είλαη βπζηζκέλνο ζηνλ πδξάξγπξν θαη θαηαιήγεη ζην Κεφ_1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟ Δ. Σκλαβενίτης 4

ειεθηξνζθόπην (Δ). Ο πεηξακαηηζηήο ηξαβάεη έμσ από ηνλ πδξάξγπξν γπάιηλε ξάβδν (V) θαη παξαηεξεί όηη ηα θύιια ηνπ ειεθηξνζθνπίνπ αλνίγνπλ. Δμεγήζηε. Πξόθεηηαη γηα ειέθηξηζε κε ηξηβή. Η γπάιηλε ξάβδνο ηξίβεηαη κε ηνλ πδξάξγπξν θαη θνξηίδεηαη ηόζν απηή όζν θαη ν πδξάξγπξνο. Σν ειεθηξνζθόπην αληρλεύεη ην θνξηίν ηνπ πδξαξγύξνπ. ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 17 Καηά ηελ ειέθηξηζε κε επαθή ηα δύν αληηθείκελα θνξηίδνληαη κε ην ίδην είδνο θνξηίνπ; Καηά ηελ ειέθηξηζε κε ηξηβή; ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 18 Θεηηθά θνξηηζκέλε ζθαίξα Β βξίζθεηαη κεηαμύ δύν νπδέηεξσλ κεηαιιηθώλ ζθαηξώλ Α θαη C πνπ είλαη γεησκέλεο. Γηαθόπηνπκε ηε γείσζε θαη απνκαθξύλνπκε ηε ζθαίξα Β. ηε ζπλέρεηα πιεζηάδνπκε ηελ Α ζε έλα ειεθηξνζθόπην θαη αθνπκπάκε ηελ C ζε έλα άιιν. Ση θνξηίν απνθηνύλ ηα θύιια ησλ δύν ειεθηξνζθνπίσλ; Δθόζνλ νη ζθαίξεο είλαη γεησκέλεο, αξλεηηθό θνξηίν ζα ζπζζσξεπηεί πξνο ηε κεξηά ηεο Β θαη ην ζεηηθό ζα πάεη ζηε Γε. Όηαλ δηαθόςνπκε ηε γείσζε, νη ζθαίξεο Α θαη C ζα έρνπλ αξλεηηθό θνξηίν. Σν θνξηίν ζηα θύιια ησλ ειεθηξνζθνπίσλ ζα είλαη όπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα. ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 19 Πιεζηάδνπκε ην αξλεηηθά θνξηηζκέλν αληηθείκελν ζηε κεηαιιηθή ζθαίξα, πνπ ζηεξίδεηαη ζε κνλσηηθή βάζε. Ση από ηα παξαθάησ ζα ζπκβεί ζηε ζθαίξα: Α ειεθηξόληα από ηε ζθαίξα ζα θηλεζνύλ πξνο ην αληηθείκελν Β πξσηόληα από ηε ζθαίξα ζα θηλεζνύλ πξνο ην αληηθείκελν Κεφ_1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟ Δ. Σκλαβενίτης 5

Γ ειεθηξόληα ηεο ζθαίξαο ζα θηλεζνύλ ζηελ αξηζηεξή πιεπξά ηεο Γ ειεθηξόληα ηεο ζθαίξαο ζα θηλεζνύλ ζηελ δεμηά πιεπξά ηεο Δ πξσηόληα ηεο ζθαίξαο ζα θηλεζνύλ ζηελ αξηζηεξή πιεπξά ηεο ΣΤ πξσηόληα ηεο ζθαίξαο ζα θηλεζνύλ ζηελ δεμηά πιεπξά ηεο ην Γ ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 20 (*) Σν ειεθηξνζθόπην ηνπ ζρήκαηνο παξνπζηάδεη κηα ηδηαηηεξόηεηα: ην δίζθν ηνπ ειεθηξνζθνπίνπ έρνπκε ζηεξεώζεη θάζεηα κηθξά θνκκάηηα ζύξκα. Πιεζηάδνπκε ζην ειεθηξνζθόπην ηε ζεηηθά θνξηηζκέλε ζθαίξα. Παξαηεξνύκε όηη ηα θύιια ηνπ ειεθηξνζθνπίνπ αλνίγνπλ (ειέθηξηζε κε επαγσγή). Μεηά από ιίγα δεπηεξόιεπηα όκσο παξαηεξνύκε όηη ηα θύιια μαλαθιείλνπλ. Μπνξείηε λα ην εμεγήζεηε; Σν ειεθηξνζθόπην θνξηίδεηαη κε επαγσγή. Σα αξλεηηθά θνξηία πνπ ζπζζσξεύνληαη ζηηο αθίδεο θεύγνπλ πξνο ηε ζθαίξα. Απηό νθείιεηαη ζην «κπηεξό» ζρήκα ησλ αθίδσλ πνπ θάλεη ην πεδίν λα είλαη εθεί έληνλν. Απηόο είλαη έλαο ηξόπνο λα έρνπκε θόξηηζε κε επαγσγή. ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 21 (*) Ση καο δείρλεη ε παξαπάλσ εηθόλα; ην πξώην ζρήκα (Ι) ε ζεηηθά θνξηηζκέλε ξάβδνο κπαίλεη ζε κεηαιιηθό δνρείν πνπ βξίζθεηαη πάλσ ζε κνλσηηθή βάζε. Σν ζπλνιηθό θνξηίν ηνπ κεηαιιηθνύ θνπηηνύ (είλαη κεδέλ) δηαρσξίδεηαη θαη ηα αξλεηηθά θνξηία βξίζθνληαη ζηελ εμσηεξηθή πιεπξά. Απηά ηα θνξηία έιθνπλ ην ειεθηξηθό εθθξεκέο. ην δεύηεξν ζρήκα (ΙΙ) ε ζεηηθά θνξηηζκέλε ξάβδνο κπαίλεη ζε κεηαιιηθό δνρείν πνπ βξίζθεηαη πάλσ ζε αγώγηκν δάπεδν. Σώξα ηα εμσηεξηθά θνξηία κεηαβηβάδνληαη ζηε Γε. Σν πεδίν πεξηνξίδεηαη ζην εζσηεξηθό ηνπ δνρείνπ θαη δελ αιιειεπηδξά κε ην εθθξεκέο. Κεφ_1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟ Δ. Σκλαβενίτης 6

ΝΟΜΟ COULOMB ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 22 Γύν πνιύ κηθξέο κεηαιιηθέο ζθαίξεο έιθνληαη κε δύλακε 0,01Ν. α Αλ δηπιαζηάζνπκε ηε κεηαμύ ηνπο απόζηαζε, πόζν ζα γίλεη ε δύλακε; ; Θα ππνηεηξαπιαζηαζηεί. F = k q 1q 2 F = k q 1 q 2 2 = F/4 ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 23 Γύν πνιύ κηθξέο κεηαιιηθέο ζθαίξεο έιθνληαη κε δύλακε 0,01Ν. α Ση είδνο θνξηίν έρνπλ νη ζθαίξεο; Αλ δηπιαζηάζνπκε ην θνξηίν θάζε ζθαίξαο θαη ζπγρξόλσο δηπιαζηάζνπκε ηε κεηαμύ ηνπο απόζηαζε ζα κεηαβιεζεί ε δύλακε; Δηεξόζεκν. Η δύλακε δε ζα αιιάμεη. Ο αξηζκεηήο ζηνλ ηύπν γηα ηε δύλακε Coulomb δηπιαζηάδεηαη. Ο παξνλνκαζηήο επίζεο. Πην αλαιπηηθά: F = k q 1q 2 F = k 2q 1 2q 2 2 = F ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 24 Η δύλακε Coulomb πνπ αζθεί έλα ζεκεηαθό θνξηίν ζε άιιν, ζα αιιάμεη όηαλ πιεζηάζνπκε άιια θνξηία; ; Όρη, ην πξώην θνξηίν ζα αζθεί ηελ ίδηα δύλακε (θαη μερσξηζηή δύλακε ζε θάζε άιιν) ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 25 ην ζρήκα θαίλνληαη ηξία ίζα θνξηία θαη έρεη ζρεδηαζηεί ε δύλακε πνπ αζθεί ην q 3 ζην q 2. Να ζρεδηάζεηε ηε δύλακε πνπ αζθεί ην q 1 ζην q 2. Κεφ_1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟ Δ. Σκλαβενίτης 7

Οη ππνδηαηξέζεηο δείρλνπλ απνζηάζεηο αιιά ηηο ρξεζηκνπνηνύκε επίζεο θαη σο θιίκαθα γηα ην ζρεδηαζκό ησλ δπλάκεσλ. Η απόζηαζε q1q2 είλαη δηπιάζηα ηεο απόζηαζεο q2q3. Άξα ε δύλακε ζα ππνδηπιαζηαζηεί. ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 26 Γύν ζεκεηαθά θνξηία έιθνληαη κε δύλακε 0.492 N θαη απέρνπλ κεηαμύ ηνπο απόζηαζε 29.1 cm. Πόζν είλαη ην θνξηίν ηνπο; Έλα θνξηίν +5.0 κc έιθεη έλα άιιν, -6.0 κc, κε δύλακε 0,27 N. Πόζε είλαη ε απόζηαζε πνπ ηα ρσξίδεη; F = k q 1q 2 Αληηθαηάζηαζε 0,27 = 9 10 9 5 10 6 6 10 6 ή 0,27 = 270 10 9 6 6 1 1 = 270 10 3 = 0,27 1 θαη άξα r = 1 m ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 27 ρεδηάζηε ηηο δπλάκεηο πνπ αζθνύληαη ζην ζθαηξίδην Α ηνπ ζρήκαηνο. ην ζώκα αζθνύληαη ην βάξνο w, ε δύλακε Coulomb F θαη ηάζε T από ην λήκα. Η ζπληζηακέλε ηνπο πξέπεη λα θάλεη κεδέλ (1 νο λόκνο ηνπ Νεύησλα), όπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα. Κεφ_1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟ Δ. Σκλαβενίτης 8

ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 28 (*) Σπιίμακε δύν κπαιάθηα ηνπ πηλθ πνλθ κε αινπκηλόραξην, ηα δπγίζακε θαη βξήθακε πσο ην θαζέλα έρεη κάδα 12 g. Σα θνξηίζακε κε ίζα νκώλπκα θνξηία από ηε κεραλή Wimshurst θαη ηα θξεκάζακε κε δύν ίζεο θισζηέο, όπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα. Πόζν θνξηίν έρεη ην θάζε κπαιάθη; Σν βάξνο είλαη m g = 0,012 10 =0,12 Ν. Θα ρξεζηκνπνηήζνπκε ην ζρήκα πνπ καο δίλεηαη γηα λα ππνινγίζνπκε ηε δύλακε Coulomb F. Γλσξίδνπκε όηη ε ζπληζηακέλε δύλακε ηζνύηαη κε κεδέλ. ηεξηδόκαζηε ζε απηό γηα λα βξνύκε ζην ζρήκα ηελ F. ρεδηάδνπκε αξρηθά ην βάξνο w. Φέξλνπκε ηελ νξηδόληηα Βx πνπ ηέκλεη ηελ ΟΑ ζην Γ. Από ην Γ θέξλνπκε ηελ θαηαθόξπθε Γy θαη έηζη βξίζθνπκε ηε δύλακε δεηνύκελε F (απηή ε κέζνδνο ιέγεηαη αλάιπζε δύλακεο ζε ζπληζηώζεο). πγθξίλνπκε ην κήθνο ηεο F κε εθείλν ηνπ βάξνπο. Από ην ζρήκα βξίζθνπκε F=w/3, πξνζεγγηζηηθά. Γει. F= 0,12/3 =0,04 N Από ηνλ ηύπν ηνπ Coulomb θαη ιακβάλνληαο ππόςε όηη ηα θνξηία είλαη ίζα, έζησ q ην θαζέλα, έρνπκε: F = k q2 Γλσξίδνπκε ηε δύλακε F=0,04 N θαη ηελ απόζηαζε r=0,06 m. Αληηθαηάζηαζε ζηελ παξαπάλσ ζρέζε 0,04 = 9 10 9 q 2 0,06 2 ή q 2 = Καη ηειηθά 0,04 0,062 9 10 9 q = 12,6 10 8 C = 16 10 15 ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 29 Έλα κπαιόλη έρεη θνξηίν -1.0 x 10-6 C. Η πιαζηηθή ζσιήλα έρεη θνξηίν +4.0 x 10-6 C θαη απέρεη από ην κπαιόλη 0.50 m Να εθηηκήζεηε ηε κεηαμύ ηνπο έιμε. Κεφ_1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟ Δ. Σκλαβενίτης 9

Ο λόκνο ηνπ Coulomb ηζρύεη γηα ζεκεηαθά θνξηία. Έηζη αλ ζεσξήζνπκε όηη ην κπαιόλη θαη ε ξάβδνο θαη ε ξάβδνο κνηάδνπλ κε ζθαίξεο (ρνληξηθή ππόζεζε) θαη ζα έρνπκε κηα εθηίκεζε ηεο δεηνύκελεο δύλακεο. F = 0,14 N πεξίπνπ. F = k q 1q 2 F = 9 10 9 10 6 4 10 6 0,5 2 ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 30 Τπνζεηηθό πείξακα: Μηθξή κεηαιιηθή ζθαίξα έρεη κάδα 0,2g θαη θνξηίν 1κC. Γεύηεξε ζθαίξα έρεη κάδα 0,4 gθαη θνξηίν 0,5κC. Κξαηάκε ηηο κπαιίηζεο αθίλεηεο ζε ιείν επίπεδν θαη ηηο αθήλνπκε. Πνηα ζα θηλεζεί πεξηζζόηεξν; (Αγλννύκε άιιεο δπλάκεηο εθηόο από ηηο ειεθηξηθέο) Η δύλακε ζε θάζε ζώκα είλαη ε δύλακε Coulomb. Σξίηνο λόκνο ηνπ Νεύησλα: ζε θάζε κπαιίηζα αζθείηαη ε ίδηα (ζε κέηξν) δύλακε. Γεύηεξνο λόκνο ηνπ Νεύησλα: Μηθξόηεξε αδξάλεηα έρεη ε κπαιίηζα κάδαο 0,2g θαη απηή ζα θηλεζεί πεξηζζόηεξν (ζα κεηαβάιεη δει. πεξηζζόηεξν ηελ ηαρύηεηά ηεο ΗΛΔΚΣΡΙΚΔ ΓΤΝΑΜΔΙ ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 31 Παξαηεξώληαο δύν κπαιόληα ηνπ ζρήκαηνο ζπκπεξαίλνπκε όηη Α θαη ηα δύν έρνπλ θνξηίν ηνπ ίδηνπ ηύπνπ. Β θαη ηα δύν έρνπλ αληίζεην θνξηίν. Γ ηα κπαιόληα έρνπλ εηεξόζεκν θνξηίν. Γ Σν έλα είλαη θνξηηζκέλν, ην άιιν δελ έρεη θνξηίν. Δ Σνπιάρηζηνλ ην έλα είλαη θνξηηζκέλν. Σν άιιν είηε είλαη αθόξηηζην είηε έρεη αληίζεην θνξηίν. Σν Δ Κεφ_1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟ Δ. Σκλαβενίτης 10

ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 32 Παξαηεξώληαο δύν κπαιόληα ηνπ ζρήκαηνο ζπκπεξαίλνπκε όηη Α θαη ηα δύν έρνπλ νκόζεκα θνξηία. Β θαη ηα δύν έρνπλ αληίζεην θνξηίν. Γ ηα κπαιόληα έρνπλ εηεξόζεκν θνξηίν. Γ Σν έλα είλαη θνξηηζκέλν, ην άιιν δελ έρεη θνξηίν. Δ Σνπιάρηζηνλ ην έλα είλαη θνξηηζκέλν. Σν άιιν είηε είλαη αθόξηηζην είηε έρεη αληίζεην θνξηίν. Σν Α ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 33 ρνιηάζηε ηελ εηθόλα. Γελ είλαη δπλαηόλ λα πξαγκαηνπνηεζεί, εθηόο αλ θάπνηα επηπιένλ δύλακε αζθείηαη ζηα κπαιόληα. ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 34 πκπιεξώζηε ηνλ πίλαθα κπαιόλη Α Β C θνξηίν - αξλεηηθό ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 35 πκπιεξώζηε ηνλ πίλαθα κπαιόλη Α Β C θνξηίν - αξλεηηθό Κεφ_1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟ Δ. Σκλαβενίτης 11

ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 36 πκπιεξώζηε ηνλ πίλαθα κπαιόλη Α Β C θνξηίν αξλεηηθό ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 37 (*) ε έλα ζρέδην παιηνύ βηβιίνπ θπζηθήο βιέπνπκε έλα κεηαιιηθό ζηέιερνο πνπ θέξεη αθίδα λα είλαη ζε επαθή κε ηνλ έλα πόιν ηεο κεραλήο Wimshurst. Κνληά ζηελ αθίδα βξίζθεηαη ε θιόγα θεξηνύ (πνπ κε ηε ζεηξά ηνπ βξίζθεηαη ζε θεξνπήγην ηεο επνρήο!). Παξαηεξνύκε όηη ε θιόγα εθηξέπεηαη αληίζεηα από ηελ αθίδα ζαλ θάηη λα ηελ θπζά. Δμεγήζηε (απηό ην όρη ηόζν απιό θαηλόκελν) Έζησ όηη αξλεηηθά θνξηία ζπζζσξεύνληαη ζηε αθίδα. Απηά εθηηλάζζνληαη ζηνλ πεξηβάιινληα αέξα, θνξηίδνπλ ηα κόξηά ηνπ πνπ απσζνύληαη θαη παξαζύξνπλ ηε θιόγα δεκηνπξγώληαο ξεύκα αέξα. Αλ ε αθίδα έρεη ζεηηθό θνξηίν, ειεθηξόληα απνζπώληαη από ηα κόξηα ηνπ αέξα, ηα θαζηζηνύλ ζεηηθά ηόληα πνπ απνκαθξύλνληαη από ηελ αθίδα. ΠΑΡΑΓΔΙΓΜΑ 38 Ιζρπξίδεηαη ν Γηάλλεο: «θξέκαζα δύν όκνηα ζθαηξίδηα (ίδην πιηθό, βάξνο θ.ιπ) θαη παξαηήξεζα όηη ηζνξξόπεζαλ όπσο ζηε θσηνγξαθία. Απηό ζεκαίλεη όηη ήηαλ θνξηηζκέλα κε ην ίδην είδνπο θνξηίν θαη κάιηζηα ην Α είρε πεξηζζόηεξν θνξηίν από ην Β». Απαληάεη ε Μαξία: «Όρη κόλν ην Α δελ είρεη πεξηζζόηεξν θνξηίν από ην Β αιιά θαη θσηνγξαθία είλαη ςεύηηθε» Η δηθή ζαο ζέζε; Καιά ηα ιέεη ε Μαξία Κεφ_1 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ ΚΑΙ ΦΟΡΤΙΟ Δ. Σκλαβενίτης 12