ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ – ΝΟΜΟΣ COULOMB
ΗΛΕΚΤΟΣΤΑΤΙΚΕΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ
ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ
• Η παρατήρηση:
Με κάποιες προϋποθέσεις, •Τα αντικείμενα
απωθούνται…
ήέλκονται …
ΟΙ ΠΡΟΫΠΟΘΕΣΕΙΣ:
• Τρίβω τα αντικείμενα (π.χ. με μάλλινο ή μεταξωτό ύφασμα)
ή• Τα ακουμπώ μεταξύ τους
ή • Τα συνδέω με κατάλληλη
συσκευή (π.χ. μηχανή Wimshurst) …
• Την ιδιότητα που απέκτησαν τα σώματα και καθορίζει τον τρόπο αλληλεπίδρασής τους, την ονομάσαμε ηλεκτρικό φορτίο.
• Όταν τα σώματα έλκονται , θεωρούμε ότι έχουν διαφορετικό είδος ηλ. φορτίου.
• Όταν απωθούνται, έχουν το ίδιο είδος ηλ. φορτίου.
Μέσω των αλληλεπιδράσεων, αντιλαμβανόμαστε την ύπαρξη του ηλ. φορτίου…
• Τα σώματα στην φυσική τους κατάσταση δεν έχουν συνολικό ηλ. φορτίο (αφού δεν αλληλεπιδρούν).
• Όταν τα δύο διαφορετικά είδη φορτίων βρεθούν μαζί «εξουδετερώνονται». • Το ένα είδος το ονομάζουμε «θετικό» και το άλλο
«αρνητικό» φορτίο.• Τα ουδέτερα σώματα έχουν ίσες ποσότητες
θετικού και αρνητικού φορτίου.
Ουδέτερο ΑρνητικόΘετικό
… Ο ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΣ
• Το θετικό φορτίο οφείλεται στα πρωτόνια του ατομικού πυρήνα.• Το αρνητικό φορτίο, στα ηλεκτρόνια γύρω από αυτόν.
• Κατά την φόρτιση των σωμάτων, μεταφέρονται ηλεκτρόνια από το ένα στο άλλο, και αλλάζει η ισορροπία «θετικού – αρνητικού». balloons.jar
• Κατά την μεταφορά του, το συνολικό φορτίο δεν μεταβάλλεται (διατηρείται)…
ΤΑ ΦΟΡΤΙΑ ΓΥΡΩ ΜΑΣ.
• Η ελάχιστη ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου (q) που μπορεί να υπάρξει ελεύθερη στην φύση, είναι αυτή του ενός ηλεκτρονίου.
|qe|=1,6∙10-19Cb(στοιχειώδες φορτίο)
• Όλες οι ποσότητες φορτίου που συναντάμε γύρω μας, είναι πολλαπλάσια της (…δηλ., το φορτίο είναι «κβαντισμένο»).
• Η μονάδα του ηλ. φορτίου, το 1Cb, αντιστοιχεί στο φορτίο 6,25∙1018 ηλεκτρονίων (…πεντάκις εκατομμυρίων!)
• Συνήθως χρησιμοποιούμε υποδιαιρέσεις του Cb, όπως:1mC = 10-3 C 1μC = 10-6 C
ΑΓΩΓΟΙ - ΜΟΝΩΤΕΣ
• Μονωτές : Υλικά που δεν επιτρέπουν την μετακίνηση ηλεκτρικού φορτίου από το εσωτερικό τους.Π.χ. πλαστικό, χαρτί …
• Αγωγοί : Επιτρέπουν την μετακίνηση ηλεκτρικού φορτίου (π.χ. ηλεκτρονίων, ιόντων) από το εσωτερικό τους.Π.χ. Μέταλλα, διαλύματα…
- +- +
- +
- +
-
-
- -
-
+-+
++
++ +--
+
• Δύο σφαίρες με φορτία q1 και q2 βρίσκονται σε απόσταση r και αλληλεπιδρούν.
• Η εξίσωση που περιγράφει το μέτρο της αλληλεπίδρασης είναι:
…Ισχύει η εξίσωση μόνο για φορτισμένες σφαίρες;…Ισχύει και για σημειακά φορτία και γενικότερα για όλα τα φορτισμένα σώματα με διαστάσεις πολύ μικρότερες από την μεταξύ τους απόσταση.
ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΗ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ
rq1 q2
221
rqq
kF c
Ένα δισεκατομμύρι
ο Newton!!!
Τέσσερεις φορές μικρότερη
ΕΦΑΡΜΟΓΗ
ΟΙ ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΣΤΗΝ ΦΥΣΗ ΚΑΙ Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ COULOMB
• Αν ο Ν. Coulomb ισχύει μόνο για σημειακά φορτία και σφαιρικές κατανομές, πως περιγράφει τις πραγματικές δυνάμεις στην φύση;
• Οι ηλεκτροστατικές δυνάμεις ανάμεσα στα σώματα είναι αποτέλεσμα πολλών επιμέρους δυνάμεων ανάμεσα σε σημειακά φορτία!