Comment jouer à Toucher et partager
- Choisis un test et lis les charges de départ sur la carte.
- Des sphères de métal identiques se partagent leur total à parts égales ; des sphères reliées par un fil, en proportion de leurs rayons ; le plastique ne prend rien.
- Tape ta prédiction, avec un signe moins si elle est négative, et appuie sur Démarrer. Les sphères se touchent deux par deux.
- Compare la marque orange avec la barre de charge à droite.
Conducteurs et isolants
Dans un métal, certains électrons ne sont liés à aucun atome : ils circulent librement dans toute la pièce. C'est ce qui fait des métaux des conducteurs. Quand deux objets en métal se touchent, ces électrons passent de l'un à l'autre jusqu'à ce que les deux soient au même potentiel électrique, puis s'arrêtent. Des sphères identiques finissent avec des charges égales ; une grande sphère finit avec plus qu'une petite, car elle peut garder plus de charge au même potentiel. Dans le plastique, le verre, le caoutchouc et l'air sec, chaque électron reste avec son atome : ce sont des isolants, et une charge qu'on y dépose reste où elle est. C'est pourquoi les sphères chargées reposent sur du plastique, pourquoi les fils ont une gaine en plastique, et pourquoi toucher à la main un objet métallique chargé, un conducteur relié à l'immense Terre, lui enlève presque toute sa charge.
Un modèle d'apprentissage ciblé
Les sphères sont identiques sauf dans le test grande et petite, et reposent sur des isolants parfaits. La charge ne se déplace qu'à l'instant du contact et se répartit jusqu'à ce que les deux soient au même potentiel ; les sphères se séparent ensuite sans rien perdre. Des sphères de tailles différentes qui se touchent vraiment se partagent la charge de façon plus compliquée : le test grande et petite les relie donc par un long fil fin, qui laisse chacune pratiquement seule. Le plastique ne prend aucune charge. Il y a environ un signe par nC ; les supports et les sphères ne sont pas à l'échelle, sauf le rapport 3 : 1 des rayons. Les réponses à 2 % près sont justes.