FoodPro Preloader

Attraksjon med statisk elektrisitet


Nøkkelkonsepter Elektrisitet Elektronikk isolatorer dirigenter Introduksjon Har du noen gang lurt på hvorfor å gni en ballong eller et teppe - eller til og med en vinterhue - på hodet ditt gjør håret ditt oppe? Effekten skyldes statisk elektrisitet, men hvordan går det med statisk elektrisitet, og hvorfor gjør håret ditt til slutt? Statisk

Nøkkelkonsepter
Elektrisitet
Elektronikk
isolatorer
dirigenter

Introduksjon
Har du noen gang lurt på hvorfor å gni en ballong eller et teppe - eller til og med en vinterhue - på hodet ditt gjør håret ditt oppe? Effekten skyldes statisk elektrisitet, men hvordan går det med statisk elektrisitet, og hvorfor gjør håret ditt til slutt?

Statisk elektrisitet er oppbygging av elektrisk ladning i en gjenstand. Noen ganger kan statisk elektrisitet plutselig tømmes, for eksempel når en lynlampe blinker gjennom himmelen. Andre ganger kan statisk elektrisitet føre til at objekter klamrer seg til hverandre. Tenk på hvordan sokker friske ut av tørketrommelen holder sammen. Dette skjer når objekter har motsatte ladninger, positive og negative, som tiltrekker seg. (Objekter med samme ladninger avstøter hverandre.) Kan nok statisk elektrisitet få en ballong til å holde fast i en vegg? Hvor mye tror du at du må gni den?

Bakgrunn
Når en gjenstand gnides mot en annen, kan statisk elektrisitet opprettes. Dette skyldes at gnidningen skaper en negativ ladning som bæres av elektroner. Elektronene kan bygge opp for å produsere statisk elektrisitet. For eksempel når du blander føttene over et teppe, oppretter du mange overflatekontakter mellom føttene og teppet, slik at elektroner overfører til deg og derved oppretter en statisk ladning på huden din. Når du berører en annen person eller et objekt, kan du plutselig tømme statisk som et elektrisk støt.

På samme måte, når du gni en ballong på hodet, forårsaker det motsatte statiske ladninger å bygge opp både på håret ditt og på ballongen. Derfor, når du trekker ballongen sakte bort fra hodet ditt, kan du se disse to motsatte statiske laddene som tiltrekker seg hverandre og gjør håret ditt oppe.

materialer
•Ballong
• En gjenstand laget av ull (som genser, skjerf, teppe eller kule av garn)
• Stoppeklokke
•En vegg
• En partner (valgfritt)
Forberedelse
• Spreng ballongen og slør av enden.
• Få partneren din til å forberede seg til å bruke stoppeklokken.
Fremgangsmåte
• Hold ballongen slik at hånden dekker så lite av overflaten som mulig, for eksempel ved å bruke bare tommelen og pekefingeren eller ved å gripe ballongen i nakken der den er bundet av.
• Gni ballongen på woolly objektet en gang, i en retning.
• Hold ballongen oppe på veggen med siden som ble gnidd mot ullen mot veggen, og slipp den ut. Blir ballongen fast på veggen? Hvis ballongen holder seg fast, må partneren straks starte stoppeklokken for å bestemme hvor lenge ballongen forblir bundet til veggen. Hvis ballongen ikke stikker, gå til neste trinn.
• Berør ballongen på en metallobjekt. Hvorfor tror du dette er viktig å gjøre?
• Gjenta ovennevnte prosess, men hver gang du øker antall ganger, gni du ballongen på ullobjektet. Gni ballongen i samme retning hver gang. (Ikke gni ballongen frem og tilbake.) Hvor mange gni tar det for å få ballongen til å holde seg fast i veggen i noen sekunder? Hva med flere minutter?
• Du kan gjenta hele prosessen to ganger. Gjør dine observasjoner for hver prøvekjøring med de tidligere forsøkene?
Ekstra: Gis gnidning i en retning et annet resultat enn å gni frem og tilbake? Prøv å sammenligne det samme antallet gnister i en retning med de som er gjort frem og tilbake. Blir man på veggen lenger enn den andre?
Ekstra: Prøv å sammenligne effektiviteten til forskjellige materialer for å produsere en statisk ladning. Fungerer gnidull bedre enn å gni silke? Design et eksperiment for å teste flere forskjellige materialer: silke, ull, nylon, polyester, plast, metall, etc.
Observasjoner og resultater
Vanligvis holdt ballongen seg til veggen i lengre tid da du økte antall ganger du gled ballongen på ulletobjektet?

Ull er et ledende materiale, noe som betyr at det lett gir bort sine elektroner. Derfor, når du gni en ballong på ull, fører dette til at elektronene beveger seg fra ullen til ballongens overflate. Den gniddede delen av ballongen har nå en negativ ladning. Objekter laget av gummi, som ballongen, er elektriske isolatorer, noe som betyr at de motstår elektriske ladninger som strømmer gjennom dem. Dette er grunnen til at bare en del av ballongen kan ha en negativ ladning (hvor ullen gned den) og resten kan forbli nøytral.

Når ballongen har blitt gnidd nok ganger for å få en tilstrekkelig negativ ladning, vil den bli tiltrukket av veggen. Selv om veggen normalt skal ha en nøytral ladning, kan kostnadene innenfor den omorganisere seg slik at et positivt ladet område tiltrekker den negativt ladede ballongen. Fordi veggen også er en elektrisk isolator, blir ladningen ikke umiddelbart utladet. Men fordi metall er en elektrisk leder, når du gnider ballongen mot metall, forlater de ekstra elektronene i ballongen raskt ballongen og beveger seg inn i metallet slik at ballongen ikke lenger tiltrekkes og ikke klæber.

Mer å utforske
"Statisk elektrisitet: Lær om statisk ladning og statisk sjokk" fra Science Made Simple
"Den sjokkerende sannheten bak statisk elektrisitet" fra Live Science
"Statisk elektrisitet: Bakgrunnsinformasjon for læreren" fra Museum of Science, Boston
"Rubbing Up Static Electricity" fra Science Buddies
Denne aktiviteten brakte til deg i samarbeid med Science Buddies

Jetting deres vei til en bedre forståelse av global oppvarming30 under 30: Utforsk Stringteori for å finne ut hvordan ting fungererThe Green Apple: Hvordan kan byer tilpasse seg klimaendringer?Høyteknologi i 1867Venter på dyr: Casting East African Wildlife "i en tilstand av å være"En kraft å regne medBefolkning og bærekraft: Kan vi unngå å begrense antall personer?Europas flomforsinkelser til Soar innen 2050