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Per lo schermo intero, “clic” su tasto destro e scegli. Per avanzare con la presentazione, “frecce”. Per chiudere, “esc” Esperimenti di elettrostatica Sintesi delle osservazioni di laboratorio a cura di F. Barbarossa

Esperimenti di elettrostatica INTRODUZIONE Fin dal VI secolo avanti Cristo, i Greci avevano scoperto che una sbarretta di ambra (eléctron), strofinata con un pezzo di stoffa, aveva la proprietà di attirare oggetti leggeri, come pezzi di carta, palline di sambuco ecc. Questa osservazione restò a livello di “giochetto” per quasi 2000 anni, finché non venne ripresa dopo il 1600 e, pur con molte incertezze interpretative, sviluppata fino a diventare il fondamento dell’elettrologia.

Esperimenti di elettrostatica La causa che determina l’attrazione dei pezzetti di carta da parte non solo della sbarretta di ambra, ma anche di vetro, di ebanite ed altri materiali, viene chiamata carica elettrica. ? Fu scoperto in seguito che dovevano esistere due specie di carica elettrica.

Esperimenti di elettrostatica Se si strofinano due sferette di ebanite con uno stesso panno e si sospendono ad un filo, esse tendono a respingersi Se si strofinano due sferette di vetro con uno stesso panno e si sospendono ad un filo, esse tendono a respingersi

Esperimenti di elettrostatica Invece una sferetta di vetro e una di ebanite, strofinate con il medesimo panno, si attirano

Esperimenti di elettrostatica Questo comportamento si può spiegare se ipotizziamo che le coppie di sferette strofinate acquisiscono “proprietà” differenti collegate a cariche elettriche differenti Le due sferette di vetro, strofinate, acquisiscono carica positiva Le due sferette di ebanite, strofinate, acquisiscono carica negativa Cariche opposte si attraggono - - + +

Esperimenti di elettrostatica Fissiamo qualche idea Lo STROFINIO di sostanze come il vetro e l’ebanite fa nascere, in questi materiali, qualcosa che chiameremo “carica elettrica” Gli effetti di questa carica elettrica, che si manifestano con delle forze all’esterno (attrazione dei pezzetti di carta), sono due e due soltanto: attrazione e repulsione Dobbiamo quindi ammettere che ci sono due tipi di carica che chiameremo: “carica positiva” e “carica negativa”. Esse godono della seguente proprietà: le cariche di eguale segno si respingono (forze repulsive) le cariche di segno diverso si attraggono (forze attrattive)

Esperimenti di elettrostatica Tutte le sostanze si possono elettrizzare per strofinio ? NO: se proviamo ad elettrizzare per strofinio una barra di metallo, tenendola in mano, essa non attira pezzi di carta. Però se la barra di metallo viene tenuta in mano mediante un manico di vetro, l’elettrizzazione si verifica. Esperimenti di questo tipo permettono di distinguere i materiali in due categorie: Materiali isolanti (come il vetro e l’ebanite) Materiali conduttori (come i metalli) Nei materiali isolanti la carica resta localizzata in certi punti del corpo elettrizzato Nei materiali conduttori la carica si distribuisce dappertutto

Esperimenti di elettrostatica Elettrizzazione per contatto Se con una sbarretta elettrizzata si tocca una pallina di sambuco appesa ad un filo di seta (pendolino elettrico), si vedrà che subito dopo il contatto la pallina verrà respinta dalla bacchetta. - - --- - Questo non può che significare che la pallina e la bacchetta hanno il medesimo tipo di carica………. ……quindi dobbiamo trarre la conclusione che la bacchetta ha “versato” (ceduto) un po’ della propria carica alla pallina, durante il contatto. La pallina di sambuco si è elettrizzata per contatto con la bacchetta elettrizzata, acquisendone il medesimo tipo di carica

Esperimenti di elettrostatica Elettrizzazione per induzione (induzione elettrostatica) Se con la sbarretta elettrizzata ci avviciniamo alla pallina di sambuco appesa al filo di seta, evitando che vi sia contatto, si noterà che la pallina si mette in movimento spontaneamente verso la bacchetta. - - - + - - Questo comportamento può essere spiegato solo se si ammette che nella pallina sono state indotte cariche elettriche opposte a quelle presenti nella bacchetta…………. . + ……… di conseguenza dobbiamo ammettere che la carica elettrica preesista nel corpo e che la vicinanza della bacchetta, provochi (induca) uno spostamento di tali cariche, in modo che, cariche dello stesso tipo, siano più lontane possibili.

Esperimenti di elettrostatica induzione elettrostatica Dunque le cariche elettriche preesistono nei corpi e possono essere separate fra loro dalla presenza di una carica esterna (bacchetta elettrizzata). Questo fenomeno si chiama induzione elettrostatica. - - - + - + - - Il fenomeno dell’induzione elettrostatica permane per tutto il tempo durante il quale la bacchetta inducente è presente, e cessa quando questa viene allontanata, perché le cariche all’interno del corpo si miscelano nuovamente e il corpo torna allo stato neutro.

La scheda di lavoro: ? quesiti e problemi

Quesiti posti dalla scheda di lavoro: “esperimenti di elettrostatica” 1. completa il disegno, raffigurando ciò che succede alla sfera, in questi casi di elettrizzazione: utilizza i simboli + per rappresentare cariche positive e – per rappresentare cariche negative. Puoi fare uso di “frecce” per indicare eventuali movimenti della pallina. 1° caso: di che tipo di elettrizzazione si tratta? + +-+- + - -+- +- -+ + + ++ - Risposta: Si tratta di elettrizzazione per induzione -

Quesiti posti dalla scheda di lavoro: “esperimenti di elettrostatica” 1. completa il disegno, raffigurando ciò che succede alla sfera, in questi casi di elettrizzazione: utilizza i simboli + per rappresentare cariche positive e – per rappresentare cariche negative. Puoi fare uso di “frecce” per indicare eventuali movimenti della pallina. 2° caso: di che tipo di elettrizzazione si tratta? + +- -+-+- + - -+- +- -+-+Risposta: Si tratta di elettrizzazione per contatto ---

Quesiti posti dalla scheda di lavoro: “esperimenti di elettrostatica” 2. Avrai notato che, durante uno degli esperimenti, avvicinando la bacchetta alla pallina, quest’ultima prima veniva attratta e poi, dopo il contatto, energicamente respinta. Sai spiegare brevemente perché? Risposta: Nell’avvicinarsi, la bacchetta carica, elettrizza per induzione la pallina che quindi viene attratta. Durante il contatto la pallina si carica dello stesso segno della bacchetta e quindi viene energicamente respinta.

Quesiti posti dalla scheda di lavoro: “esperimenti di elettrostatica” 3. Cosa succede durante l’elettrizzazione per strofinio? Risposta: Durante lo strofinio tra i due corpi (la bacchetta ed il panno), cariche passano da un materiale all’altro. L’eccesso di cariche sul corpo che le riceve ed il difetto di cariche sul corpo che le cede, rendono i due materiali elettrizzati.

Quesiti posti dalla scheda di lavoro: “esperimenti di elettrostatica” 4. la maggior parte dei corpi, nella loro condizione naturale, si presentano elettricamente “neutri”, pur essendo “provvisti” di cariche elettriche. Disegna la situazione, come te la immagini, nel corpo neutro schematizzato di seguito. - + + - - ++ + -+ + + - - + - +-+ - -+ + -- + + - ++ - + Commento: Le cariche preesistono nel corpo ma la loro distribuzione è tale che nessun effetto elettrico è sostanzialmente rilevabile.