Rør og del: ladning på metal og plast

Et pædagogisk simulationsspil. Forudsig, hvordan ladning fordeler sig, når metalkugler rører hinanden, hvad der sker, når metal rører plast, og hvordan en ledning deler ladning mellem en stor og en lille kugle, og se elektronerne strømme.

LedereIsolatorer

RØR OG DEL

To ens kugler

Klar
Slå JavaScript til, så kuglerne kan røre hinanden. Vejledningen og eksemplet kan stadig læses.
Positiv ladning (+)Negativ ladning og elektronstrøm (−)Din forudsigelseStativer, ledning og akser
DelingΣQ = ΣQ₀

Tid

0.00 s

t

Ladning på A

— nC

Q_A

Ladning på B

— nC

Q_B

Ladning på C

— nC

Q_C

Samlet ladning

— nC

Q_A + Q_B + Q_C

Forudsig, før du starter

Skriv dit bud for at gøre klar. Start er slået fra, indtil der er et svar.

Forudsig, hvor ladningen ender.

Missionspoint—

Hvert svar skal være inden for 2 %: hvert giver 100 point. Rigtigt i første forsøg giver 50 ekstra. Et forsøg tæller, så snart det starter.

✓ Rigtigt svar① I første forsøg

Sådan spiller du Rør og del

  1. Vælg en test, og aflæs startladningerne på kortet.
  2. Ens metalkugler deler deres sum ligeligt; kugler forbundet med en ledning deler efter deres radier; plast tager intet.
  3. Skriv dit bud, med minustegn hvis det er negativt, og tryk Start. Kuglerne rører hinanden to og to.
  4. Sammenlign det orange mærke med ladningssøjlen til højre.

Ledere og isolatorer

I et metal er nogle elektroner ikke bundet til noget atom: de bevæger sig frit gennem hele stykket. Det gør metaller til ledere. Når to metalgenstande rører hinanden, strømmer disse elektroner fra den ene til den anden, til begge har samme elektriske potential, og så stopper de. Ens kugler ender med lige store ladninger; en stor kugle ender med mere end en lille, fordi den kan holde mere ladning ved samme potential. I plast, glas, gummi og tør luft bliver hver elektron ved sit atom: de er isolatorer, og ladning, man sætter på dem, bliver, hvor den er. Derfor står ladede kugler på plast, derfor har ledninger en plastkappe, og derfor fjerner du næsten al ladningen fra en ladet metalgenstand, når du rører den med hånden, en leder forbundet med den enorme Jord.

En afgrænset læringsmodel

Kuglerne er ens, undtagen i testen stor og lille, og står på perfekte isolatorer. Ladning flytter sig kun i berøringsøjeblikket og fordeler sig, til begge har samme potential; så går kuglerne fra hinanden uden at miste noget. Kugler af forskellig størrelse, der virkelig rører hinanden, deler ladning på en mere indviklet måde, så testen stor og lille forbinder dem med en lang, tynd ledning, der lader hver kugle være så godt som alene. Plast tager slet ingen ladning. Der er omkring ét tegn per nC; stativer og kugler er ikke i målestok, undtagen radiusforholdet 3 : 1. Svar inden for 2 % er rigtige.

Når du skifter sprog, bevares forsøget, forudsigelsen, forsøgene og forløbet.