Przeprowadź dwuczęściowy eksperyment w wirtualnym laboratorium. Wykonaj ćwiczenia i polecenia związane z wyposażeniem laboratorium, przeprowadzeniem pomiarów i opracowaniem ich wyników.
Doświadczenie 1
Badanie elektryzowania się ciał przez tacie
Problem badawczy
Od czego zależy elektryzowanie się ciał przez tarcie?
Hipoteza
Znak i wartość zgromadzonego na jednym z ciał ładunku zależy od rodzaju trących powierzchni. Ponadto dłuższe pocieranie zwiększa ilość tego ładunku.
Co będzie potrzebne
RnG0inipUABq2
Ćwiczenie 1
Instrukcja
Przeprowadź doświadczenie w celu sprawdzenia hipotezy badawczej. Wykonaj poniższe czynności:
Zapoznaj się z działaniem wirtualnego laboratorium i jego instrukcją obsługi.
W szczególności, przetestuj działanie maszyny elektrostatycznej i pomiar ładunku elektrycznego zgromadzonego na jej elektrodach.
Sprawdź, czy dłuższe działanie maszyny powoduje zgromadzenie na jej elektrodach większego ładunku elektrycznego.
Aby nauczyć się obsługiwać wirtualne laboratorium, przeprowadź próbne doświadczenie, w którym wyznaczysz wartość ładunku zgromadzonego na pałeczce po potarciu jej o ściereczkę. Zwróć uwagę, że wartość ta będzie podana w jednostkach umownych.
Wykonaj trzy opisane niżej serie pomiarowe, sprawdzając każdy z elementów hipotezy badawczej.
R1XiskpmMYays
Seria A. Sprawdź, czy znak zgromadzonego ładunku zależy rodzaju trących ciał. Dokonaj pomiaru ładunku zgormadzonego podczas pocierania PCV o nylon a następnie szkła o LATEX. Wyniki zapisz w tabeli pamiętając, że ładunek zgromadzony na pałeczce jest różnicą ładunku końcowego i początkowego.
R1583I0QBpJds
Seria B. Sprawdź, czy wartość zgromadzonego ładunku zależy rodzaju trących ciał. Dokonaj pomiaru ładunku zgormadzonego podczas pocierania PCV o NYLON a następnie PCV o WEŁNĘ. Wyniki zapisz w tabeli pamiętając, że ładunek zgromadzony na pałeczce jest różnicą ładunku końcowego i początkowego.
RCgpYOmD6Eo9F
Seria C. Sprawdź, czy wartość zgromadzonego ładunku zależy czasu pocierania. Dokonaj pomiaru ładunku zgormadzonego podczas pocierania PCV o NYLON określoną liczbę razy (np. 10) a następnie o połowę mniejszą liczbę razy. Wyniki zapisz w tabeli pamiętając, że ładunek zgromadzony na pałeczce jest różnicą ładunku końcowego i początkowego.
RocOfnls6bGdx
Podsumowanie
1
Ćwiczenie 2
Zapisz krótkie podsumowanie wyników doświadczenia. Czy hipoteza badawcza potwierdziła się? Zwróć uwagę na to, że wyniki doświadczenia mają character jakościowy, a nie ilościowy.
Napisz poniżej, czy do wykonania doświadczenia wystarczą przyrządy używane w poprzednim eksperymencie? A może konieczne jest urządzenie do precyzyjnego pomiaru ładunku zgromadzonego na pałeczce i podawania go w kulombach?
Tak. Wystarczą przyrządy z poprzedniego doświadczenia.
Szereg tryboelektryczny jest jedynie ustawieniem materiałów w odpowiedniej kolejności, bez podawania wartości gromadzonego na nich ładunku. Byłoby to bezcelowe, gdyż wartość tego ładunku zależy od wielu czynników istotnych jedynie chwilowo, na przykład od czasu pocierania ciał o siebie.
Instrukcja
Wykonaj doświadczenie w wirtualnym laboratorium, pocierając każdą pałeczkę o każdą ściereczkę. Pamiętaj, by na początku pomiaru zawsze ładować elektroskop za pomocą maszyny elektrostatycznej ładunkiem tego samego znaku oraz by pocierać pałeczkę o ściereczkę zawsze tyle samo razy. Wyniki pomiarów zapisz w tabeli poniżej. Ponieważ początkowa wartość ładunku na elektroskopie (przed pocieraniem) jest zawsze taka sama, w tabeli zapisuj od razu wartość ładunku zgromadzonego na pałeczce, czyli różnicę pomiędzy odczytem końcowym i początkowym.
R1XiskpmMYays1
RsZ4feszXWDWo
Ćwiczenie 5
R4rjl7IjTsgtv
Analizując wartości w obu wierszach tabeli dochodzimy do wniosku, że kolejność materiałów, z których wykonano ściereczki powinna być, licząc od góry (od elektryzujących się najbardziej ujemnie) następująca: nylon, wełna, latex.
Z wartości w pierwszej komórce tabeli wynika, że nylon jest wyżej w szeregu niż szkło. Z następnych komórek pierwszego wiersza wynika z kolei, że wełna i latex są niżej niż szkło.
Z wyniku w ostatniej komórce tabeli można wnioskować, że PCV jest wyżej niż latex, a z wartości w sąsiedniej komórce (po lewej stronie) wypływa wniosek, że PCV jest niżej, niż wełna.
Powyższe informacje wystarczają, by jednoznacznie uporządkować wszystkie badane materiały w szeregu tryboelektrycznym.
Podsumowanie
1
Ćwiczenie 6
W poniższym formularzu zapisz krótkie podsumowanie wyników doświadczenia. Czy hipoteza badawcza potwierdziła się?