المس وقسّم: الشحنة على المعدن والبلاستيك

كيف تلعب المس وقسّم

1. اختر اختبارًا واقرأ الشحنات الابتدائية على البطاقة.
2. الكرات المعدنية المتماثلة تقتسم مجموعها بالتساوي؛ والكرات الموصولة بسلك بنسبة أنصاف أقطارها؛ والبلاستيك لا يأخذ شيئًا.
3. اكتب توقّعك، مع إشارة السالب إن كان سالبًا، واضغط ابدأ. تتلامس الكرات اثنتين اثنتين.
4. قارن العلامة البرتقالية بعمود الشحنة على اليمين.

الموصلات والعوازل

في المعدن، بعض الإلكترونات غير مرتبطة بأي ذرة: إنها تتحرك بحرية في القطعة كلها. هذا ما يجعل المعادن موصلات. حين يتلامس جسمان معدنيان تتدفق هذه الإلكترونات من أحدهما إلى الآخر حتى يصبحا عند الجهد الكهربائي نفسه، ثم تتوقف. تنتهي الكرات المتماثلة بشحنات متساوية، والكرة الكبيرة تنتهي بشحنة أكبر من الصغيرة لأنها تستطيع حمل شحنة أكبر عند الجهد نفسه. في البلاستيك والزجاج والمطاط والهواء الجاف يبقى كل إلكترون عند ذرته: هذه عوازل، والشحنة التي توضع عليها تبقى مكانها. لذلك تُوضع الكرات المشحونة على البلاستيك، ولذلك للأسلاك غلاف بلاستيكي، ولذلك حين تلمس بيدك جسمًا معدنيًا مشحونًا، وجسمك موصل متصل بالأرض الهائلة، تذهب شحنته كلها تقريبًا.

نموذج تعليمي مركّز

الكرات متماثلة إلا في اختبار الكبيرة والصغيرة، وتقف على عوازل مثالية. تتحرك الشحنة لحظة التلامس فقط وتنتشر حتى تصبح الكرتان عند الجهد نفسه؛ ثم تنفصل الكرتان من دون أن تفقدا شيئًا. الكرات المختلفة الحجم التي تتلامس فعلًا تقتسم الشحنة بطريقة أعقد، لذا يصل اختبار الكبيرة والصغيرة بينهما بسلك طويل رفيع يجعل كل كرة كأنها وحدها. البلاستيك لا يأخذ أي شحنة. توجد نحو إشارة لكل ⁦nC⁩؛ والحوامل والكرات ليست بمقياس رسم، باستثناء نسبة أنصاف الأقطار ⁦3 : 1⁩. الإجابات ضمن ⁦2%⁩ صحيحة.