Problém č. 1: ELEKTRICKÉ SILOVÉ PÔSOBENIE MEDZI TELESAMI

Problémová situácia:




Medzi tyčou z PVC a stolnotenisovou loptičkou pôsobia gravitačné sily.
Gravitačné silové pôsobenie je v tomto prípade slabé, a preto aj
nebadateľné. Ak však trieme PVC - tyč papierom a priblížime ju
k stolnotenisovej loptičke, spozorujeme pohyb loptičky k tyči.


Problém:

► Prečo po trení tyče z PVC papierom je silové pôsobenie medzi
ňou a loptičkou už badateľné ?











1. ELEKTRICKÉ SILOVÉ PÔSOBENIE MEDZI TELESAMI

1. časť


Vzájomným trením niektorých telies sa tieto uvádzajú do
elektrického stavu. O telesách, ktoré sú v elektrickom stave
hovoríme, že sú zelektrizované, elektricky nabité, že majú elektrický
náboj.
Nabité a nenabité telesá pôsobia vzájomne príťažlivými elektrickými
silami.
Elektrický náboj je skalárna veličina, ktorá kvantitatívne opisuje
elektrický stav telies. Označuje sa písmenom Q a jej jednotkou je
coulomb, značka C.
Sú dva druhy elektrického stavu telies, teda dva druhy elektrického
náboja – kladný a záporný.
Súhlasne nabité telesá vzájomne pôsobia odpudivými elektrickými
silami, nesúhlasne nabité telesá príťažlivými elektrickými silami.



Oporné inštrukcie



Elektrický stav telies možno zisťovať pomocou elektroskopu.

Elektrický náboj je deliteľný až po elementárny elektrický náboj e.
Každý elektrický náboj je celočíselným násobkom náboja e.
Záporný elementárny náboj je základnou vlastnosťou elektrónu
(–e), kladný elementárny náboj základnou vlastnosťou protónu (+e).
Základné elektrické javy vznikajú premiestňovaním elektrónov na
telesách. Záporne nabité teleso má prebytok elektrónov, kladne
nabité teleso má nedostatok elektrónov.
Pri priamom styku nabitých telies ich výsledný náboj sa rovná
algebraickému súčtu jednotlivých nábojov.

► Ktoré vlastnosti majú spoločné a čím sa odlišujú kladne a
záporne nabité teleso ?


2. časť



► Uveďte príklady elektrizovania telies z vlastných skúseností.
Nabité bodové teleso je teleso s nábojom, ktorého rozmery pri riešení
danej úlohy zanedbávame.

Coulombov zákon




Veľkosť elektrickej sily Fe pôsobiacej medzi dvomi nabitými
bodovými telesami je priamoúmerná súčinu veľkosti ich
nábojov Q1 , Q2 a nepriamoúmerná druhej mocnine ich
vzájomnej vzdialenosti r.









Veľkosť konštanty k závisí od prostredia, v ktorom sa nabité telesá
nachádzajú. Najväčšiu hodnotu má pre vákuum. Pre každé iné
prostredie je menšia.



► Ktoré sú spoločné a rozdielne vlastnosti elektrického
a gravitačného pôsobenia ?


Priebežný test


Dve rovnaké guľôčky sú zavesené na nitiach. Nabitú guľôčku od
nenabitej rozoznáme tak, že sa bude
1. nabitá od ruky odpudzovať
2. nenabitá od ruky odpudzovať
3. nabitá k ruke približovať
4. nenabitá k ruke približovať
Ak náboje dvoch bodových telies zväčšíme 3-krát pri nezmenenej
vzdialenosti, potom sa elektrická sila
5. zväčší 3-krát 		7. zmenší 3-krát
6. zmenší 9-krát 		8. zväčší 9-krát
Ak vzdialenosť medzi dvomi nabitými bodovými telesami zväčšíme
10-krát, potom sa elektrická sila
9. zväčší 10-krát		11. zmenší 10-krát
10. zväčší 100-krát		12. zmenší 100-krát
Sklená tyč pri trení sa nabíja kladným nábojom, pretože
13. prijíma elektróny		15. prijíma protóny
14. odovzdáva elektróny		16. odovzdáva protóny