Dörzselektromosság
Jelenség:
Szőrmével dörzsölt műanyagrúd apró papírdarabkákat vonz magához.
(A jelenséget már az ókori görögök is ismerték, ők azt tapasztalták,
hogy gyapjúval dörzsölt borostyánkő tollpihéket vonz magához.
elektron = borostyánkő)
Magyarázat:
Az atom felépítése:
atommag: p+,no
elektronfelhő: e-
Testek elektromos állapota:
1. semleges állapot:
e- száma = p+ száma
(pl. asztal lapja)
2. negatív töltésű állapot:
e- száma > p+ száma
(pl. szőrmével dörzsölt műanyagrúd)
3. pozitív töltésű állapot:
e- száma < p+ száma
(pl. papírral dörzsölt műanyagrúd)
Elektromos töltés:
Az elektronhiány/többlet mértéke.
Jele: Q
Mértékegysége: Coulomb, C
Feladat:
Mekkora erő hatna a Lánchídra, ha Magyarország összlakossága
rácsimpaszkodna?
Megoldás:
Egy ember átlagos tömege 70kg.
Képlet: F = m·g;
F = 70kg·10 000 000·10m/s2
F = 7 000 000 000 N.
F = 7·109 N
Definíció szerint: 1 Coulomb annak a testnek a töltése, amelyik egy másik 1 Coulomb
töltésre 1 méter távolságból 9·109 N erővel hat.
Coulomb törvény:
Fc = k·Q1·Q2/r2
ahol k = 9·109 Nm2/C2
1. Feladat:
Q1 = 3·10-4 C
Q2 = 4·10-5 C
r = 15 cm (=0,15m)
Fc = ?
Megoldás:
Fc = 9·109·3·10-4·4·10-5/0,152 =
= 9·3·4/0,0225·109-4-5 =
= 4 800·100 = 4 800 N
9 EXP 9 X 3 EXP ± 4 X 4 EXP ± 5 ÷ 0.15 x2 = 4 800 N
2. Feladat:
Q1 = 4·10-3 C
Fc = 1 500 N
r = 25 cm (=0,25m)
Q2 = ?
Megoldás:
Fc = k·Q1·Q2/r2 |·r2
Fc·r2 = k·Q1·Q2 |/(k·Q1)
Q2 = Fc·r2/(k·Q1)
Q2 = 1 500·0,252/(9·109·4·10-3)
= 1 500·0,0625/(9·4)·10-9+3
= 2,6·10-6 C
3. Feladat:
Q1 = 5·10-6 C
Q2 = 7·10-4 C
Fc = 1 200 N
r = ?
Megoldás:
Fc = k·Q1·Q2/r2
r2 = k·Q1·Q2/Fc |√
r = √(k·Q1·Q2/Fc)
r = √(9·109·5·10-6·7·10-4/1200) =
r = √(9·5·7/1200 · 109-6-4)
r = √0,02625 = 0,162 m
Házi feladat:
1. Feladat:
Q1 = 5,2·10-3 C
Q2 = 7,4·10-5 C
r = 35 cm
Fc = ?
2. Feladat:
Q1 = 9,2·10-4 C
Fc = 3 500 N
r = 75 cm
Q2 = ?
3. Feladat:
Q1 = 4,8·10-5 C
Q2 = 2,7·10-4 C
Fc = 1 800 N
r = ?
