núm 18 
Tardor 2016
Societat Catalana de Física

Inici

Sumari      4/8 


Experiments de la iaia: Les forces elèctriques
Josep Ametlla
Entre les forces fonamentals de la naturalesa hi ha les elèctriques, responsables en bona part de que el món sigui tal com el coneixem. Uns quants experiments senzills ens ajudaran a visualitzar aquest tipus de forces.


Introducció

Quan introduïm el tema de l'electrostàtica a l'ESO convé il•lustrar l'explicació amb algun experiment. Se'n poden fer de molt senzills utilitzant globus, llaunes, palletes, draps, etc.. i un electroscopi que també podem fer amb material casolà.

Amb això n'hi haurà prou per explicar les forces entre càrregues, la diferència entre aïllant i conductor i la inducció. Si a més utilitzem un electròfor, que podem construir amb un motlle d'alumini, els resultats seran més vistosos

Construcció de l'electroscopi

Material

  • Pot de vidre amb tapa roscada.
  • Tap de goma amb forat.
  • Filferro.
  • Paper d'alumini.
  • Boleta de porexpan.
    Fig. 1 Fig. 2

Procediment

Es tracta de fer un forat gran al centre de la tapa i posar-hi el tap encastat. Passem el filferro pel forat i el fixem amb cola o amb papers encastats. Dobleguem la part inferior del filferro i fem una petita L. A l'extrem superior del filferro hi clavem la bola de porexpan embolicada amb paper d'alumini i a la L hi pengem una làmina llarga de paper d'alumini doblegada per la meitat. Vegeu les figures 1 i 2.

Experiment 1: Atracció i repulsió entre globus i llaunes

1. Freguem dos globus amb paper eixugamans i els pengem amb l'ajut d'un fils en un suport horitzontal. S'observa fàcilment la repulsió entre càrregues idèntiques. Vegeu la figura 3.

Fig. 3

2. Freguem un globus amb paper eixugamans (o amb la roba, o amb els cabells...) i el podem enganxar a la pissarra a causa de l'atracció electrostàtica. Aquest fenomen és una mica més difícil d'explicar a l'ESO perquè és deu a l'atracció entre un objecte carregat —el globus— i una cosa neutra que es polaritza —la pissarra. Vegeu la figura 4.

Fig. 4 Fig. 5

3. Posem una llauna de refresc buida damunt d'una taula horitzontal. Freguem un globus amb paper. Un cop carregat el globus atreu la llauna, que comença a rodar per la taula. Vegeu la figura 5.

4. Comprovacions amb l'electroscopi: si acostem el globus carregat a l'electroscopi, les làmines se separen. Això ens permetrà explicar la inducció electrostàtica. Vegeu la figura 6.

Fig. 6

Experiment 2: Electròfor

1. Podem fer un electròfor enganxant un got de plàstic, que farà de mànec, al centre d'un motlle de fer pastissos. El carregarem amb una làmina de plàstic fregada amb paper eixugamans (no oblidem tocar amb el dit la superfície interior perquè adquireixi càrrega permanent).Vegeu la figura 7.

Fig. 7

2. Freguem un globus amb paper. El globus atrau un raig d'aigua prim. Es pot comparar amb l'atracció sobre un raig d'oli i parlar de la polaritat de la molècula d'aigua.
Si el raig d'aigua toca el globus, l'atracció es manté, perquè el globus encara té càrrega (és un aïllant i les càrregues no són mòbils). Vegeu la figura 8.

Fig. 8

3. Carreguem l'electròfor i fem el mateix. També desvia el raig d'aigua, però quan l'aigua toca el metall la desviació desapareix immediatament. L'electròfor és un conductor; per tant, les seves càrregues són mòbils i se'n van totes a terra a través del doll d'aigua. Vegeu les figures 9a i 9b.
Això ens pot servir per explicar la diferència entre aïllants i conductors.

Fig. 9a: Fig. 9b:

Repulsió entre palletes: muntem dues palletes en forma de T, de manera que puguin girar sobre un eix. Si freguem una palleta del rotor amb un drap i una tercera palleta amb el mateix drap, observarem repulsió en aproximar-les, atès que han adquirit la mateixa càrrega. Vegeu les figures 10 a 13.

Fig. 10:
Fig. 11: Fig. 12: Fig. 13:

5.L'electròfor atrau un metall i després el repel•leix: posem paper d'alumini en una de les branques de la T. Si hi acostem un electròfor carregat, primer observarem atracció, deguda a la càrrega induïda en el metall. Ara bé, un cop l'alumini entra en contacte amb l'electròfor, observarem una forta repulsió, perquè li ha donat càrrega del mateix signe. Vegeu la figura 14.

Fig. 14:

Experiment 3: "Pluja" electrostàtica

1. Damunt d'un làmina d'alumini hi posem cereals triturats. Ara posem un globus carregat 3 o 4 cm damunt dels cereals i la làmina d'alumini. Observem que els cereals comencen a saltar entre la làmina i el globus. Vegeu la figura 15.

Fig. 15:

2. Amb l'electròfor carregat, veurem com salten els trossets de fulla de te d'una bosseta. L'efecte es nota més que amb el globus, perquè el conductor transfereix millor la càrrega. Vegeu la figura 16.

Fig. 16:

Experiment 4: Camp elèctric

1. Podem visualitzar el camp elèctric si posem oli en un petit cristal•litzador i llavors de comí que hi surin. Cal posar també un bola d'acer al centre i paper d'alumini a l'exterior, que tocarem amb el dit per connectar-lo a terra. Vegeu la figura 17a.
Quan toquem la bola central amb l'electròfor carregat, les llavors s'ordenen seguint el camp elèctric radial. Vegeu la figura 17b.

Fig. 17a: Fig. 17b:
 
 



Sumari  4/8 

Inici

ISSN: 1988-7930 DL:  B-31773-2012   Adreça a la xarxa: www.RRFisica.cat    Adreça electrònica: redaccio@rrfisica.cat  difusio@rrfisica.cat
Comitè de redacció : Josep Ametlla, Octavi Casellas, Xavier Jaén, Octavi Plana, Jaume Pont i Santi Vilchez
Treballem conjuntament : Societat Catalana de Física, Associació de Professores i Professors de Física i Química de Catalunya,XTEC, Universitat Politècnica de Catalunya, Universitat de Barcelona

     
Programació web:
Xavier Jaén i Daniel Zaragoza.

Correcció lingüística:
Serveis Linguïstics de la Universitat Politècnica de Catalunya.
Aquesta obra està subjecta a una
Llicència de Creative Commons
Creative Commons License

Recursos de Física col·labora amb ciències Revista del Professorat de Ciències de Primària i Secundària (Edita: CRECIM-UAB)