ΚΙΝΗΣΗ ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ Εργαστηριακή Άσκηση επίδειξης από τον Εργαστηριακό Οδηγό Φυσικής Γ′ Γυμνασίου και το αντίστοιχο Τετράδιο Εργασιών των Ν. Αντωνίου, Π. Δημητριάδη, Κ. Καμπούρη, Κ. Παπαμιχάλη, Λ. Παπατσίμπα

1. ΚΙΝΗΣΗ ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΗΣ ΣΦΑΙΡΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΥΛΙΚΑ Κατασκευή στήριξης εκκρεμούς Ηλεκτροστατική μηχανή Wimshurst (ΗΛ.090.0) Μπάλα πινκ-πονκ τυλιγμενη με αλουμινόχαρτο Μεταλλικές πλάκες

1. ΚΙΝΗΣΗ ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΗΣ ΣΦΑΙΡΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ Πώς εξηγείται η κίνηση του σφαιριδίου του εκκρεμούς από τον ένα πόλο της μηχανής στον άλλο; Συμπλήρωσε τις προτάσεις: ΕΡΜΗΝΕΙΑ Όταν το σφαιρίδιο του εκκρεμούς έρχεται σε επαφή με τον ένα πόλο της φορτισμένης μηχανής, τότε αποκτά ………… ίδιου είδους με το ……….. του πόλου. Το φορτισμένο σφαιρίδιο βρί­σκεται μέσα στο ηλεκτρικό που αναπτύσσεται μεταξύ των φορτισμένων πόλων της μηχα­νής και δέχεται ……………. ……………… Το σφαιρίδιο με την επίδραση της ηλεκτρικής …………….. κινείται από τον έναν πόλο προς τον άλλο. Η κινητική ενέργεια που αποκτά προέρχεται από την μετατροπή της …………….. …………….. που έχει λόγω της δράσης της ηλεκτρικής …………………. που του ασκεί το ηλεκτρικό πεδίο. φορτίο ηλεκτρική δύναμη δύναμης δυναμικής ενέργειας

Απαιτούμενα όργανα και υλικά 2. ΚΙΝΗΣΗ ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ Ηλεκτροστατική μηχανή Wimshurst (ΗΛ.090.0) Κουτί CD με φύλλα αλουμινίου πάνω και κάτω Μικρές μπίλιες φιλεζόλ Ηλεκτρόδια Απαιτούμενα όργανα και υλικά

2. ΚΙΝΗΣΗ ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ Τοποθετούμε μέσα στο κουτί με τους μεταλλικούς οπλισμούς μερικά σφαιρίδια από ελαφρύ συν­θετικό υλικό. Συνδέουμε τους οπλισμούς του με τους πόλους μηχανής Wimshurst. Θέτουμε σε λει­τουργία τη μηχανή Wimshurst. Παρατηρούμε ότι τα σφαιρίδια που βρίσκονται μέσα στο κουτί κινού­νται από τον ένα μεταλλικό οπλισμό του δοχείου στον άλλο.

2. ΚΙΝΗΣΗ ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ Εξήγησε την κίνηση των σφαιριδίων χρησιμοποιώντας τις έννοιες: φορτίο, φόρτιση με επαφή, ηλε­κτρικό πεδίο, ηλεκτρική δύναμη, κινητική ενέργεια, δυναμική ενέργεια φορτισμένου σφαιριδίου μέσα σε ηλεκτρικό πεδίο. ΕΡΜΗΝΕΙΑ Η μηχανή Wimshurst με την περιστροφή των δίσκων δημιουργεί ηλεκτρικά φορτία με τριβή, τα οποία διοχετεύονται σε δυο πυκνωτές και οδηγούνται στους ακροδέκτες που αποκτούν θετική και αρνητική πολικότητα. Τα σφαιρίδια μέσα στο πλαστικό δοχείο στην αρχή ηλεκτρίζονται με επαφή από τον ένα πόλο με το ένα είδος φορτίου και στη συνέχεια έλκονται από τον άλλο πόλο που έχει αντίθετο φορτίο. Η ηλεκτρική δύναμη που τα έλκει βοηθάει τα φορτία να αποκτήσουν κινητική ενέργεια που μετατρέπεται σε ηλεκτρική δυναμική ενέργεια φορτισμένων σωματιδίων μέσα σε ηλεκτρικό πεδίο. Όταν έρχονται σε επαφή στον αντίθετο πόλο αποκτούν λόγω ηλέκτρισης με επαφή το ίδιο φορτίο και απωθούνται. Έτσι κινούνται πάλι προς τον αντίθετο οπλισμό και η δυναμική ενέργεια που έχουν μετατρέπεται πάλι σε κινητική. Όσο διαρκεί η φόρτιση των οπλισμών η κίνηση συνεχίζεται αμείωτη.