Το μπαλόνι μαγνήτης

Λένε ότι “τα αντίθετα έλκονται”. Αυτό δεν θα μπορούσε να είναι πιο αληθινό από ένα διασκεδαστικό πείραμα στατικού ηλεκτρισμού. Μάθε για τα θετικά και αρνητικά φορτισμένα σωματίδια, χρησιμοποιώντας απλά υλικά και μια προσομοίωση. Μπορείς να ελέγξεις το αν θα απωθούνται ή θα έλκονται μεταξύ τους;

Σήμερα θα ακολουθήσουμε διαφορετική διαδικασία… Το πείραμα χωρίζεται σε δύο μέρη. Στο πρώτο μέρος θα πειραματιστείς με πραγματικά υλικά . Ενώ στο δεύτερο μέρος θα πειραματιστείς σε μια προσομοίωση, για να καταλάβεις καλύτερα τον μηχανισμό του φαινομένου που ερευνάς. Ας δούμε όμως κάποιους ορισμούς πρώτα…

Μερικοί ορισμοί

Σε αυτό το πείραμα θα χρησιμοποιήσουμε διάφορες έννοιες για την εξήγησή του. Μπορείς να πατήσεις τους παρακάτω συνδέσμους για να δεις τον ορισμό των εννοιών αυτών.

Άτομο

Πρωτόνιο

Ηλεκτρόνιο

Ηλεκτρικό φορτίο

Τώρα που είσαι έτοιμος και πριν αρχίσεις, πάτησε το κουμπί για να κατεβάσεις το φύλλο εργασίας:

Υλικά που θα χρειαστείς:

  • 2 φουσκωμένα μπαλόνια με κορδονάκι δεμένο στο καθένα
  • τα μαλλιά σου
  • 1 αλουμινένιο κουτάκι
  • 1 μάλλινο πουλόβερ

Διαδικασία:

Μέρος 1ο

1η Δραστηριότητα

1. Τρίψε, ένα-ένα, τα 2 μπαλόνια με το μάλλινο πουλόβερ.

2. Στη συνέχεια προσπάθησε να φέρεις τα μπαλόνια, το ένα κοντά στο άλλο.

3. Έλκονται ή απωθούνται;

2η Δραστηριότητα

1. Στάσου μπροστά από έναν καθρέφτη.

2. Τρίψε, πολλές φορές, ένα από τα μπαλόνια μπρος-πίσω στα μαλλιά σου και στη συνέχεια τράβηξέ το μακριά, αργά-αργά.

3. Τι παρατηρείς;

3η Δραστηριότητα

1. Τοποθέτησε το κουτάκι από αλουμίνιο πάνω σε ένα τραπέζι, με την κυλινδρική του πλευρά.

2. Αφού τρίψεις ένα μπαλόνι στα μαλλιά σου, κράτησέ το κοντά στο κουτάκι

3. Τι παρατηρείς; Έλκονται ή απωθούνται;

Μέρος 2ο

1. Πάτησε πάνω στην εικόνα για να μεταφερθείς στην προσομοίωση.

Πρωτόνιο

Ηλεκτρόνιο

Ουδέτερο άτομο

2. Τρίψε το μπαλόνι πάνω στο πουλόβερ.

3. Τι παρατηρείς με τα ηλεκτρόνια;

4. Μπορείς να εξηγήσεις και τις παραπάνω δραστηριότητες με αυτό που παρατήρησες με την μεταφορά των ηλεκτρονίων;

Λίγη θεωρία

Όταν τρίβουμε δύο σώματα, μεταφέρονται ηλεκτρόνια από το ένα σώμα στο άλλο. Τα σώματα τότε φορτίζονται ηλεκτρικά. Όταν δύο σώματα είναι φορτισμένα όμοια, απωθούνται, ενώ όταν είναι φορτισμένα διαφορετικά, έλκονται.

Πηγή: Φυσικά Ε΄ Δημοτικού, κεφάλαιο ηλεκτρισμός

Όταν τελειώσεις το πείραμα και τη μελέτη σου, δοκίμασε τις γνώσεις σου στο παρακάτω παιχνίδι.

Αν δυσκολεύεσαι να εξηγήσεις τι πραγματικά συμβαίνει στο πείραμα, μπορείς να πατήσεις παρακάτω για να δεις την “εξήγηση του όλου πειράματος”:

Το τρίψιμο των μπαλονιών στο μάλλινο ύφασμα ή στα μαλλιά σου δημιουργεί στατικό ηλεκτρισμό. Ο στατικός ηλεκτρισμός περιλαμβάνει αρνητικά φορτισμένα σωματίδια (ηλεκτρόνια) που μεταπηδούν σε θετικά φορτισμένα αντικείμενα. Όταν τρίβεις τα μπαλόνια στα μαλλιά σου ή το μάλλινο πουλόβερ καθίστανται αρνητικά φορτισμένα. Δηλαδή έχουν πάρει μερικά ηλεκτρόνια από τα μαλλιά ή το πουλόβερ και τα αφήνουν θετικά φορτισμένα (τους λείπουν ηλεκτρόνια).

Λένε ότι “τα αντίθετα έλκονται” και αυτό συμβαίνει σίγουρα σε αυτό το πείραμα. Τα θετικά φορτισμένα μαλλιά σου προσελκύονται από το αρνητικά φορτισμένο μπαλόνι και αρχίζουν να ανεβαίνουν για να το συναντήσουν. Αυτό συμβαίνει και με το κουτάκι αλουμινίου, το οποίο έλκεται από το αρνητικά φορτισμένο μπαλόνι. Καθώς η περιοχή κοντά του γίνεται θετικά φορτισμένη, για μια ακόμη φορά τα αντίθετα έλκονται.

Αντίθετα, στην πρώτη δραστηριότητα, και τα δύο μπαλόνια φορτίστηκαν αρνητικά μετά το τρίψιμο τους στο μάλλινο πουλόβερ. Έτσι τα δύο μπαλόνια απωθούνται μεταξύ τους.