In vorige grade het leerders stroombane en stroomelektrisiteit ondersoek. In hierdie hoofstuk word hulle aan statiese elektrisiteit bekendgestel. Die hoofstuk verduidelik hoe statiese elektrisiteit deur wrywing tussen voorwerpe veroorsaak word en dat gelaaide voorwerpe óf positief óf negatief gelaai is. Daar is verskeie aktiwiteite in hierdie hoofstuk wat die effek van statiese elektrisiteit toelig.
'n Interessante artikel oor hoe om leerders aan te moedig om loopbane in Wetenskap, Tegnologie, Ingenieurswese en Wiskunde te volg: [link] http://spectrum.ieee.org/at-work/education/the-stem-crisis-is-a-myth
1.1 Wrywing en statiese elektrisiteit (3 uur)
Aktiwiteit: Klewerige ballonne
Waarneming, werk in pare
Aktiwiteit: Draai die wiel
Voorgestel in KABV
Aktiwiteit: Doen navorsing oor die praktiese toepassings van statiese elektrisiteit
Navorsing, skryf, opsomming
Aktiwiteit: Maak 'n eenvoudige elektroskoop
Uitvoer van instruksies, waarneming, voorspelling, verduideliking
Wat is statiese elektrisiteit?
Wat is wrywing?
Hoekom staan my hare orent en knetter as ek 'n trui uittrek?
Wat is weerlig?
Wat beteken dit om 'n voorwerp te 'aard'?
Wat beteken dit as ons sê 'teenoorgesteldes trek mekaar aan'?
Het jy al ooit 'n winkeltrollie gestoot en skielik 'n skok gevoel? Of jou trui oor jou kop getrek en 'n geknetter gehoor? Wat veroorsaak hierdie skokke en geluide? Kom ons ondersoek dit.
Wrywing en statiese elektrisiteit
aantrek: om iets nader te trek
afstoot: om iets weg te stoot
Die effek van statiese elektrisiteit is oral rondom ons, maar ons herken dit nie altyd as ons dit sien of voel nie. Of miskien het jy, maar het nooit besef wat dit veroorsaak nie. Het jy byvoorbeeld al ooit 'n ligte skok gevoel as jy op 'n koue dag 'n trui oor jou kop trek, of miskien gesien dat jou hare orent staan as jy aan sekere voorwerpe raak? Kom ons doen 'n vinnige aktiwiteit om statiese elektrisiteit te demonstreer.
Kyk hierdie video oor statiese elektrisiteit om te verstaan hoekom jou hare orent staan as jy dit borsel of teen 'n ballon vryf
Jy kan ook hierdie aktiwiteit met 'n plastiekkam eerder as ballonne doen. Of anders kan jy stukkies papier in plaas van 'n leerder se hare gebruik omdat nie alle hare op die volgende manier sal reageer as daar sekere middels op is nie. Jy kan dan eerder die ballon teen 'n trui vryf en stukkies papier daarmee optel.
ballon (of plastiekkam)
klein stukkies papier
Blaas 'n ballon op en bind dit styf toe sodat die lug nie ontsnap nie.
Hou die ballon 'n klein entjie van jou hare of stukkies papier af weg. Wat merk jy op?
Vryf jou hare met die ballon.
Hou nou die ballon 'n klein entjie van jou hare of stukkies papier. Wat merk jy op?
Jou hare behoort te 'rys' en aan die ballon te klou, of die stukkies papier sal aan die ballon klou.
Het jy jou hare so sien 'rys'?
Wat het jy gedoen om jou hare of die stukkies papier aan die ballon te laat klou?
Dit vinnig met die ballon gevryf.
Kom ons kyk na alledaagse voorbeelde van statiese elektrisiteit. Soms wanneer jy jou hare met 'n plastiekkam kam, staan dit orent en maak knetterende geluide. Hoe gebeur dit?
Jy het die oppervlak van die plastiekkam teen die oppervlakke van jou hare gevryf. Wanneer twee voorwerpe teen mekaar gevryf word, is daar wrywing tussen hulle. Wrywing is 'n weerstand teen die beweging van 'n voorwerp as gevolg van sy kontak met 'n ander voorwerp. Dit beteken dat as jy die plastiekkam deur jou hare trek, jou hare weerstand bied teen die beweging van die kam en dit stadiger laat beweeg.
Die wrywing tussen twee oppervlakke kan daartoe lei dat elektrone van een oppervlak na 'n ander oorgedra word.
Om te verstaan hoe elektrone oorgedra kan word, moet ons onthou wat ons verlede kwartaal in Materie en Materiale oor die struktuur van 'n atoom geleer het.
Alle atome het 'n kern met protone en neutrone. Die kern word deur 'n baie sterk krag bymekaargehou, wat beteken dat die protone vas is binne 'n kern. Die atoom bevat ook elektrone. Waar word die elektrone in 'n atoom gerangskik?
Die elektrone word in die ruimte rondom die kern gerangskik.
Wat is die lading op 'n proton?
Wat is die lading op 'n elektron?
Wat is die lading op 'n neutron?
Neutrone is nie gelaai nie. Hulle is neutraal.
Die atoom word bymekaargehou deur die elektrostatiese aantrekking tussen die positief gelaaide kern en die negatief gelaaide elektrone. Binne 'n atoom word die elektrone die naaste aan die kern die sterkste gebind, terwyl dié verder weg swakker gebind word.
Atome bevat gewoonlik dieselfde aantal protone en elektrone. Dit beteken dat die atome gewoonlik neutraal is omdat hulle dieselfde aantal positiewe ladings as negatiewe ladings het. Die ladings kanselleer mekaar dus uit. Alle voorwerpe bestaan uit atome en omdat atome gewoonlik neutraal is, is voorwerpe ook gewoonlik neutraal.
Wanneer jy egter twee oppervlakke teen mekaar vryf, soos wanneer jy jou hare kam of 'n ballon teen jou hare vryf, kan die wrywing veroorsaak dat elektrone van een voorwerp na 'n ander oorgedra word. Onthou, die protone is vas in die kern en kan dus nie tussen atome oorgedra word nie, dus is dit slegs die elektrone wat na 'n ander oppervlak oorgedra kan word. Party voorwerpe staan makliker elektrone af as ander. Kyk na die volgende sketse wat verduidelik hoe dit gebeur.
Watter voorwerp in die skets het van sy elektrone afgestaan?
Het hierdie voorwerp nou meer positiewe of negatiewe ladings?
Dit het meer positiewe ladings.
Watter voorwerp in die diagram het elektrone bygekry?
Dit het meer negatiewe ladings.
Wanneer 'n voorwerp in totaal meer elektrone as protone het, sê ons daardie voorwerp is negatief gelaai.
Wanneer 'n voorwerp in totaal minder elektrone as protone het, sê ons daardie voorwerp is positief gelaai.
Kyk na die volgende diagramme wat dit illustreer.
Nou verstaan ons die oordrag van elektrone wat plaasvind as gevolg van wrywing tussen voorwerpe. Maar hoe het dit veroorsaak dat jou hare gerys het toe jy in die vorige aktiwiteit die gelaaide ballon naby jou hare gebring het? Kom ons kyk wat gebeur wanneer voorwerpe met teenoorgestelde ladings naby mekaar gebring word.
Draai die wiel
Dit is 'n prettige demonstrasie van hoe soortgelyke ladings mekaar afstoot en teenoorgestelde ladings mekaar aantrek. Laat leerders dit self probeer as jy genoeg materiale het. As jy nie genoeg materiale het nie, doen dit as 'n demonstrasie, maar gee leerders die kans om bietjie te speel.
Oefen hierdie aktiwiteit 'n paar keer om seker te maak dat jy dit reg kan doen. Onthou dat dit taamlik maklik is om per ongeluk die stawe te aard, so werk versigtig. Dit sal die beste werk op 'n droë dag. Dit sal afhang van die gebied waarin jy bly.
Tydens 'n dinkskrum saam met vrywilliger onderwysers en akademici aan die begin van 2013 het ons 'n vinnige demonstrasie van die taak verfilm terwyl die groep dit bespreek het. Jy kan die kort uittreksel hier sien:
2 gekromde horlosieglasies
lap: wol of nylon
klein stukkies geskeurde papier
Sit 'n horlosieglasie onderstebo op die tafel.
Balanseer 'n tweede horlosieglasie met die oop kant na bo bo-op die eerste een.
Vryf een van die perspeksstawe vinnig met die lap.
Balanseer dié perspeksstaaf dwarsoor die boonste horlosieglas.
Vryf die tweede perspeksstaaf vinnig met dieselfde lap.
Die tweede perspeksstaaf sal die eerste een afstoot omdat hulle soortgelyke ladings het, dus behoort leerders te sien dat die tweede staaf die eerste een in 'n sirkel 'rondstoot.
Jy sal dalk tussen pogings die eerste perspeksstaaf weer moet vryf, aangesien die ladings verdwyn.
Herhaal die aktiwiteit, maar gebruik die plastiekstaaf in plaas van die tweede perspeksstaaf. Wat gebeur?
Die twee stawe het nou teenoorgestelde ladings sodat dit sal lyk asof die tweede staaf die ander staaf in 'n sirkel 'trek'.
Hou vervolgens 'n staaf wat jy gevryf het naby stukkies geskeurde papier wat op die tafel lê. Wat neem jy waar?
Leerders behoort die stukkies papier met die gelaaide staaf te kan optel.
Wat het gebeur toe jy die tweede perspeksstaaf naby die eerste een gehou het?
Wanneer die twee stawe dieselfde is (albei van perspeks) behoort die eerste staaf van die tweede een af weg te beweeg en die boonste horlosieglas in 'n sirkel te draai.
Wat het gebeur toe jy die plastiekstaaf naby die eerste perspeksstaaf gehou het?
Wanneer twee verskillende materiale gebruik word, sal die eerste staaf na die plastiekstaaf toe beweeg en die horlosieglas sal in 'n sirkel na die plastiekstaaf toe draai.
Wat het gebeur toe jy die plastiekstaaf naby die stukkies papier gehou het?
Die staaf het die stukkies papier aangetrek.
Wanneer ons die perspeksstawe met die lap vryf, word elektrone van die perspeks na die lap oorgedra. Watter lading het die perspeksstawe nou?
'n Positiewe lading.
Albei die perspekstawe het nou dieselfde lading. Het jy opgelet dat voorwerpe met dieselfde lading neig om weg van mekaar te beweeg? Ons sê dat hulle mekaar afstoot..
Wanneer ons die plastiekstaaf met die lap vryf, word elektrone van die lap na die plastiekstaaf oorgedra. Watter lading het die plastiekstaaf nou?
'n Negatiewe lading.
Die perspeksstaaf en die plastiekstaaf het nou teenoorgestelde ladings. Het jy opgelet dat voorwerpe met teenoorgestelde ladings neig om na mekaar toe te beweeg? Ons sê dat hulle mekaar aantrek.
In die voorbeeld van die stukkies papier wat na die liniaal toe aangetrek word, is die papier aan die begin neutraal. As die negatief gelaaide plastiekstaaf nader gebring word, sal die elektrone in die papier naaste aan die staaf begin wegbeweeg, wat 'n positiewe lading op die oppervlakke van die stukkies papier naaste aan die staaf veroorsaak. Die papier word dus na die staaf toe aangetrek omdat teenoorgestelde ladings mekaar aantrek. Nog 'n voorbeeld is stof wat na pas gepoleerde glase aangetrek word.
Ontdek meer tydens 'n simulasie oor om ballonne teen 'n trui te vryf. http://phet.colorado.edu/en/simulation/balloons
Ons het nou die fundamentele gedrag van ladings ondersoek.
Ter opsomming kan ons sê:
As twee negatief gelaaide voorwerpe naby mekaar gehou word, sal hulle mekaar afstoot.
As twee positief gelaaide voorwerpe naby mekaar gehou word, sal hulle mekaar afstoot.
As 'n positief gelaaide voorwerp naby 'n negatief gelaaide voorwerp gehou word, sal hulle mekaar aantrek.
Onthou, soortgelyke ladings stoot mekaar af en teenoorgestelde ladings trek mekaar aan.
Verstaan jy nou hoekom jou hare orent staan en na die ballon toe aangetrek word nadat jy die ballon teen jou hare gevryf het? Skryf 'n kort beskrywing van wat gebeur en gebruik die woorde elektrone, oordrag, negatiewe lading, positiewe lading, teenoorgestelde, aantrek, afstoot.
Wanneer hare met die ballon gevryf word, is daar 'n oordrag van elektrone van die hare na die ballon. Die ballon het nou 'n negatiewe lading en die hare het 'n positiewe lading. Hulle het dus teenoorgestelde ladings en wanneer die ballon naby die hare gebring word, sal hulle mekaar aantrek. Aangesien elke haar 'n positiewe lading het, en aangesien soortgelyke ladings mekaar afstoot, stoot die hare mekaar af, wat hulle orent laat staan.
Teenoorgesteldes stoot mekaar af en soortgelykes trek mekaar aan (video)
Vonke, skokke en aard
aan die brand laat slaan
'n Groot opbou van lading op 'n voorwerp kan gevaarlik wees. Wanneer elektrone van 'n gelaaide voorwerp na 'n neutrale voorwerp oorgedra word, sê ons die gelaaide voorwerp het ontlaai.
Ontlading kan plaasvind wanneer voorwerpe aan mekaar raak. Maar die elektrone kan ook van een voorwerp na 'n ander oorgedra word wanneer hulle naby mekaar gehou word, maar nie aan mekaar raak nie. Wanneer elektrone oor 'n luggaping beweeg, kan hulle die lug sodanig verhit dat dit gloei. Die gloed word 'n vonk genoem.
'n Elektrostatiese vonk tussen twee voorwerpe.
Vonke kan onskadelik wees, maar dit kan ook baie gevaarlik wees. Vonke kan vlambare materiale aan die brand laat slaan. Jy het dalk al opgelet dat jy nie naby petroltenke by vulstasies mag rook of oop vlamme hê nie. Dit is omdat petroldampe maklik kan ontplof en net 'n klein bietjie hitte nodig het om aan die brand te slaan. 'n Klein elektrostatiese vonk is genoeg om vlambare petroldampe aan die brand te laat slaan.
'n Video wat die gevare van vonke weens statiese elektrisiteit by 'n vulstasie toon.
Die video in die Besoek-raampie toon hoe statiese elektrisiteit weens die vloeiende petrol 'n vonk veroorsaak wat die petroldampe aan die brand laat slaan en tot 'n groot brand lei. Dit toon een van die gevare van statiese elektrisiteit.
Elektrostatiese ontlading kan ook elektriese skokke veroorsaak. Het 'n winkeltrollie jou al ooit geskok terwyl jy dit in die winkel rondgestoot het? Of het jy al ooit oor 'n vloer met matte geloop en toe jouself geskok toe jy aan die deurhandvatsel gevat het om die kamer te verlaat? Jy het 'n elektriese ontlading beleef. Elektrone beweeg van die deurhandvatsel na jou vel en die beweging van die elektrone veroorsaak 'n klein elektriese skok. Klein elektriese skokke kan ongemaklik wees, maar is meestal onskadelik. Groot elektriese skokke is baie gevaarlik en kan beserings en die dood veroorsaak.
'n Simulasie van wrywing tussen 'n mat en John Travolta se voet. http://phet.colorado.edu/en/simulation/travoltage
Die ontlading van elektrone vanaf gelaaide voorwerpe vind baie makliker plaas as die lug droog is. Dit is hoekom jy meer waarskynlik elektrostatiese vonke en skokke in droë weer sal ervaar. Wanneer die lug vogtig is, kan die vog in die lug op die oppervlak van voorwerpe versamel en die opbou van elektriese lading voorkom. Die lading versprei deur die vog, wat 'n beter geleier as lug is.
Weet jy waar anders ons vonke as gevolg van statiese elektrisiteit kan sien? Kyk na die foto vir 'n leidraad.
Weerlig is 'n massiewe elektriese ontlading.
Tydens 'n donderstorm is daar wrywing in die atmosfeer tussen die deeltjies waaruit die wolke bestaan, wat 'n opbou van lading in sekere dele veroorsaak. Wanneer die verskil in lading tussen twee dele groot genoeg raak, is elektrostatiese ontlading moontlik. 'n Weerligstraal is 'n massiewe ontlading tussen gelaaide dele binne wolke, of tussen wolke en die aarde.
Weerligstrale kan teen sowat 210 000 km/h beweeg en raak tot 30 000 °C.
Hoe om 'n weerligstraal te oorleef.
Om elektrone veilig van 'n voorwerp te ontlaai, moet ons dit aard. Aard beteken dat ons die gelaaide voorwerp met 'n elektriese geleier aan die grond (Aarde) verbind. Die ekstra elektrone beweeg met die geleier langs en gaan in die grond in sonder om enige skade te veroorsaak. Die Aarde is so groot dat die ekstra lading nie 'n effek in die geheel het nie.
Dink byvoorbeeld aan die metaaltrollies in winkelsentrums. Het jy al ooit opgelet dat daar gewoonlik 'n metaalketting onderaan hang wat aan die vloer raak. Dit is om die trollie te aard as dit 'n lading kry sodat die lading nie op die trollie kan opbou nie. Dit beskerm die persoon wat die trollie stoot teen 'n skok.
Doen navorsing oor die praktiese toepassings van statiese elektrisiteit
Gebruik die internet of jou skool- of gemeenskapsbiblioteek om inligting oor die praktiese toepassings van statiese elektrisiteit te kry.
Vors een nuttige effek van statiese elektrisiteit na en een probleem wat deur statiese elektrisiteit veroorsaak word.
Skryf 'n kort paragraaf om jou navorsing te verduidelik.
Daar is baie verskillende nuttige en skadelike effekte van statiese elektrisiteit. Hier is 'n paar voorbeelde.
nuttig: lugfilters verwyder rookdeeltjies; spuitverfwerk, fotokopiëring
probleme: stof op TV- en rekenaarskerms; skade aan elektroniese toerusting
Ons gaan nou na twee instrumente kyk wat statiese elektrisiteit demonstreer.
As jy nie 'n Van de Graaff-generator het nie, kan jy van die video's gebruik wat hier genoem word. Hulle wys en verduidelik hoe die generator werk. As jy 'n generator het, sal dit, as jy die leerders toelaat om daarmee te 'speel', hulle 'n goeie insig in die gevolge van statiese elektrisiteit gee. Laat leerders verskillende aktiwiteite doen, soos om hulle hare orent te laat staan.
Laat leerders aan die koepel vashou en laat die generator loop totdat hulle hare orent staan.
Die Van de Graaff-generator is 'n toestel wat wrywing gebruik om 'n groot opbou van elektriese lading op die metaalkoepel op te wek.
Moet iemand aan 20 000 volt raak? Besoek hierdie skakel om uit te vind!
Die fundamentele idee om wrywing te gebruik om 'n lading op te wek, dateer reeds uit die 17de eeu, maar die generator is eers in 1929 deur Robert van de Graaff by die Princeton-universiteit ontdek.
Die Van de Graaff-generator kan gebruik word om die effek van 'n elektrostatiese lading te demonstreer. Die groot metaalkoepel word positief gelaai wanneer die generator aangeskakel word. Wanneer die koepel gelaai is, kan dit weer ontlaai word deur 'n ander geïsoleerde sfeer naby die koepel te bring. Die elektrone sal van die metaalsfeer na die koepel spring en 'n vonk veroorsaak.
Kyk hierdie video om te sien hoe 'n Van de Graaff-generator werk
Hierdie meisies raak aan die groot koepel van 'n Van de Graaff-generator.
Jy kan ook aan die koepel raak en jou hare sal orent staan. Hoekom dink jy gebeur dit.
Wanneer jy aan die positief gelaaide koepel raak, word elektrone van jou af na die koepel toe oorgedra om dit te ontlaai. Dit veroorsaak dat jy en jou hare positief gelaai raak. Jou individuele hare is dan ook positief gelaai en stoot dus mekaar af en staan orent.
'n Elektroskoop is 'n vroeë wetenskaplike instrument wat gebruik is om die aanwesigheid van 'n gelaaide voorwerp te identifiseer, of om die soort lading op 'n gelaaide voorwerp te identifiseer.
'n Elektroskoop wat in 'n laboratorium gebruik word.
Hieronder is sketse van verskillende soorte elektroskope.
'n Vroeë voorbeeld van 'n elektroskoop met een goue strook onder en 'n bal bo-op.
Nog 'n voorbeeld van 'n elektroskoop met 'n skyf bo-op en twee stroke goudfoelie onder.
Die elektroskoop bestaan uit 'n metaalkas met glasvensters wat geaard is. 'n Metaalstaaf met twee stroke goudfoelie aan die punt hang daarin. 'n Skyf of bal word aan die bopunt van die metaalstaaf vasgeheg, soos in die illustrasie hierbo gesien kan word. Wanneer met 'n gelaade voorwerp aan die metaalbal of -skyf geraak word, of 'n gelaaide voorwerp naby dit gehou word, beweeg die goudfoeliestroke weg van mekaar, wat aandui dat die voorwerp 'n lading het.
Kyk na die volgende illustrasie wat wys hoe dit werk.
Die positief gelaaide staaf trek elektrone vanaf die goudfoeliestroke na die skyf toe aan. Die skyf bo raak negatief gelaai en die goudfoeliestroke onder raak positief gelaai. Waarom beweeg die goudfoeliestroke weg van mekaar?
Hulle beweeg weg van mekaar omdat hulle nou albei 'n positiewe lading het en positiewe ladings mekaar afstoot.
Jy kan 'n eenvoudige elektroskoop met alledaagse items maak. Kom ons probeer.
Maak 'n eenvoudige elektroskoop
As jy nie glasflesse met deksels kan kry nie, kan jy deksels maak. Gebruik die deksels van ou plastiekbakke en sny 'n sirkel dieselfde grootte as die opening van die glasfles daaruit. Gebruik dan isoleerband (of selfs maskeerband) om die plastiekdeksel oor die opening van die fles in posisie te hou.
Die koperdraad hoef nie dikte 14 te wees nie, maar hoe dikker die draad, hoe beter sal dit sy vorm hou.
Gedetailleerde instruksies en video's is op die internet beskikbaar. Probeer die video in die Besoek-raampie vir 'n uitstekende beskrywing van die metode.
Maak jou eie elektroskoop (video)
glasfles met deksel
koperdraad, dikte 14, sowat 12 cm lank
plastiekstrooitjie of -pypie
2 klein stukkies aluminiumfoelie
Draai een punt van die koperdraad in 'n spiraalvorm. Dit sal die oppervlakarea vergroot.
Maak 'n gaatjie in die deksel van die fles en druk 'n klein stukkie van die plastiekpypie deur die gaatjie.
Steek die ander punt van die koperdraad deur die strooitjie sodat die spiraalpunt buite die deksel is.
Buig die skerp punt van die koperdraad in 'n haakvorm.
Sny twee reghoekige stukkies aluminiumfoelie.
Hak die twee stukkies aluminiumfoelie aan die haak. Maak 'n klein gaatjie in die aluminiumfoelie om dit van die haak te laat hang.
Sit die deel van die koperdraad met die haak versigtig in die fles en maak die fles toe.
Vryf die liniaal een minuut lank met die wollap.
Bring die liniaal nader aan die spiraalpunt van die koperdraad.
Wat neem jy waar as jy die liniaal nader aan die koperdraad bring?
Die twee stukkies aluminiumfoelie beweeg weg van mekaar.
Wat gebeur as jy die liniaal weg van die koperdraad beweeg?
Die stukkies aluminiumfoelie beweeg weer na mekaar toe.
Hoekom beweeg die stukkies aluminiumfoelie weg van mekaar? Wanneer jy die plastiekliniaal met die wollap vryf, raak die liniaal negatief gelaai. Wanneer die negatief gelaaide liniaal naby die koperdraad gebring word, word die elektrone op die draad afwaarts weggestoot na die aluminiumfoelie toe. Die stukkies aluminiumfoelie het dan ekstra elektrone en raak albei negatief gelaai. Twee voorwerpe wat negatief gelaai is, sal mekaar afstoot en dus beweeg die stukkies aluminiumfoelie weg van mekaar.
Die volgende vraag toets leerders se begrip van die feit dat positiewe ladings nie beweeg om lading te veroorsaak nie - net elektrone kan beweeg. Maar 'n positief gelaaide voorwerp kan beweeg. Dit verwar leerders dikwels. Gee hulle 'n kans om die antwoord self uit te redeneer. Laat hulle toe om 'n positief gelaaide voorwerp naby die elektroskoop te bring om te kyk wat gebeur en laat hulle dan probeer uitredeneer hoekom die effek op die oog af dieselfde is. Wanneer 'n glasstaaf met die wollap gevryf word, sal 'n positiewe lading op die glasstaaf ontwikkel.
Skryf 'n kort paragraaf om te verduidelik wat sal gebeur as jy 'n positief gelaaide voorwerp naby jou elektroskoop bring.
Wannneer 'n positief gelaaide voorwerp naby die elektroskoop gebring word, word die negatiewe elektrone na die positief gelaaide voorwerp aangetrek en beweeg op deur die koperdraad. Dit beteken dat die stukkies aluminiumfoelie elektrone verloor en 'n positiewe lading het. Albei stukkies aluminiumfoelie is dan positief gelaai. Soortgelyke ladings stoot mekaar af en dus sal die stukkies aluminiumfoelie weg van mekaar beweeg.
Voorwerpe is gewoonlik neutraal omdat hulle dieselfde aantal positiewe en negatiewe ladings het.
Voorwerpe kan negatief of positief gelaai raak wanneer wrywing (vryf) tot die oordrag van elektrone tussen voorwerpe lei.
Protone en neutrone kan nie oorgedra word nie. Net elektrone kan deur wrywing oorgedra word.
As 'n voorwerp meer elektrone as protone het, is dit negatief gelaai.
As 'n voorwerp minder elektrone as protone het, is dit positief gelaai.
Soortgelyke ladings stoot mekaar af, d.w.s. negatief stoot negatief af; positief stoot positief af.
Teenoorgestelde ladings trek mekaar aan, d.w.s. negatief trek positief aan; positief trek negatief aan.
'n Ontlading van die elektrone vanaf 'n gelaaide voorwerp kan vonke of skokke weens statiese elektrisiteit veroorsaak, veral wanneer die lug droog is.
Voltooi die volgende konsepkaart om op te som wat jy in hierdie hoofstuk geleer het oor lading en statiese elektrisiteit.
Voltooi die volgende sinne. Skryf net die ontbrekende woord op die lyn.
'n Voorwerp wat 'n negatiewe lading het, het _________ elektrone as protone. [1 punt]
'n Voorwerp wat 'n positiewe lading het, het _________ elektrone as protone. [1 punt]
'n Voorwerp wat 'n negatiewe lading het, het meer elektrone as protone.
'n Voorwerp wat 'n positief lading het, het minder elektrone as protone.
Sarah gebruik 'n plastiekkam om haar hare te kam. Die kam raak negatief gelaai. Die kam raak negatief gelaai omdat die kam: [1 punt]
elektrone bygekry het
protone bygekry het
elektrone verloor het
protone verloor het
'n Perspeksstaaf is met 'n lap gevryf en het positief gelaai geraak. Die korrekte verduideliking waarom die perspeksstaaf positief gelaai geraak het, is: [1 punt]
die perspeksstaaf het ekstra protone van die lap gekry.
die perspeksstaaf het ekstra protone deur wrywing verkry.
protone is deur wrywing geskep.
die perspeksstaaf het elektrone aan die lap afgestaan deur wrywing.
Kyk na die volgende sketse in die tabel. Teken die sketse in die tweede kolom oor om te wys hoe die sfere sal beweeg as gevolg van die aard van die ladings. Skryf die verduideliking in die laaste kolom. [6 punte]
Teken hoe hulle sal beweeg
3 punte vir elk van die scenario's, 1 punt word toegeken vir die skets en 2 punte vir die verduideliking
Leerders moet sfere teken wat na mekaar toe beweeg.
Die sfere het teenoorgestelde ladings, wat mekaar aantrek, dus beweeg hulle na mekaar toe.
Leerders moet sfere teken wat weg van mekaar af beweeg.
Die sfere het soortgelyke positiewe ladings, en aangesien soortgelyke ladings mekaar afstoot, beweeg hulle weg van mekaar.
Voltooi die tabel deur die totale lading op elke voorwerp uit te werk. Toon jou bewerkings. Sê of die voorwerp positief gelaai, negatief gelaai of neutraal is, en hoekom. [9 punte]
Is dit positief, negatief of neutraal?
3 punte vir elk van die voorwerpe, 1 punt word toegeken vir die bewerking en 2 punte vir die verduideliking.
Lading = 4 + (-4) = 0
Dit is neutraal aangesien daar gelyke getalle positiewe en negatiewe ladings is.
Lading = 3 + (-6) = -3
Dit is negatief gelaai omdat daar drie meer negatiewe as positiewe ladings is.
Lading = 7 + (-3) = 4
Dit is positief gelaai omdat daar vier meer positiewe as negatiewe ladings is.
Die liniaal in hierdie foto is met 'n lap gevryf. Beskryf wat in die foto gebeur en hoekom. [4 punte]
Wanneer die liniaal met 'n lap gevryf word, word elektrone van die lap na die liniaal oorgedra sodat die liniaal nou 'n oormaat elektrone het en dus negatief gelaai is. Die stukkies papier is neutraal. Wanneer die negatief gelaaide liniaal naby die stukkies papier gebring word, word hulle na die liniaal toe aangetrek omdat die elektrone op die papier rondbeweeg as gevolg van die groot lading op die liniaal. Elektrone sal weg van die liniaal beweeg, wat die stukkies papier naby die liniaal 'n positiewe lading gee en dus word hulle aangetrek.
Soms wanneer jy 'n trollie stoot, kry jy 'n ligte skok. Verduidelik hoekom dit gebeur. [2 punte]
Wrywing tussen die vloer en die trolliewiele veroorsaak 'n opbou van lading op die trollie. Die lading word deur jou liggaam geaard, wat die skok veroorsaak.
Hoekom maak jou trui 'n knetterende geluid wanneer jy dit oor jou kop trek? [2 punte]
Wanneer jy die trui oor jou kop trek, veroorsaak wrywing dat die trui en jou hare gelaai raak. Die beweging van elektrone van jou hare na die trui stel energie in die vorm van lig en klank vry.
Hoekom het 'n petroltenkwa 'n kort metaalketting wat op die pad sleep terwyl dit ry? [2 punte]
Wanner die tenkwa ry, veroorsaak die beweging van die petrol in die tenk die opbou van lading, wat 'n gevaarlike vonk kan veroorsaak wanneer die petrol uitgepomp word. Die ketting aard die tenkwa. Die oortollige lading op die tenkwa word na die pad gelei.
Aan wat op die linkerkant van die foto dink jy raak die twee meisies? Verduidelik jou antwoord en wat met hulle gebeur. [3 punte]
Wat gebeur in hierdie foto?
Die meisies raak aan die hol koepel van 'n Van de Graaff-versneller. Die koepel is positief gelaai, dus word elektrone van hulle liggame af na die koepel oorgedra om dit te ontlaai. Dit veroorsaak dat hulle liggame en hare positief gelaai raak. Die individuele hare stoot nou mekaar af omdat hulle positief is (soortgelyke ladings stoot mekaar af) en hulle staan orent.