ふれて分けるの遊び方
- テストを選び、カードで最初の電荷を読もう。
- 同じ金属球は合計を等しく分け、導線でつないだ球は半径に比例して分け、プラスチックは何も受け取りません。
- 予想を入力し(負なら負号をつけて)、スタートを押そう。球は2つずつ順にふれます。
- オレンジの印を右の電荷の棒とくらべよう。
導体と絶縁体
金属の中には、どの原子にもしばられていない電子があり、金属全体を自由に動き回ります。だから金属は導体です。2つの金属がふれると、この電子が両方の電位が等しくなるまで一方から他方へ流れ、そこで止まります。同じ球どうしは最後に等しい電荷をもち、大きな球は小さな球より多くもちます。同じ電位でより多くの電荷をたくわえられるからです。プラスチック、ガラス、ゴム、かわいた空気では、電子はそれぞれの原子からはなれません。これらは絶縁体で、のせた電荷はその場所にとどまります。だから帯電した球はプラスチックの上に置き、導線はプラスチックでおおわれ、帯電した金属を手でさわると、巨大な地球につながる導体である体を通って、電荷がほとんどにげてしまいます。
学習に絞ったモデル
大きい球と小さい球のテスト以外では、球はすべて同じで、完全な絶縁体の上にあります。電荷はふれた瞬間にだけ動き、両方が同じ電位になるまで広がり、そのあと球は何も失わずにはなれます。大きさのちがう球が実際にふれると分け方がもっと複雑になるので、大きい球と小さい球のテストでは長く細い導線でつなぎ、それぞれがほぼ単独の球としてふるまうようにしています。プラスチックはまったく電荷を受け取りません。記号はおよそ 1 nC に1つで、台と球は実際の大きさではありません(半径の比 3 : 1 だけは正確です)。2%以内の答えは正解です。