Cum se joacă Mărgeaua plutitoare
- Alege un test și citește pe card sarcinile, masa sau înălțimea dorită.
- Folosește k·q₁·q₂ ÷ r² = m·g cu sarcinile în C, r în m și m în kg.
- Scrie predicția ta și apasă Start. Firul coboară mărgeaua de sus din vârful tubului.
- Vezi unde se destinde firul și compară cu linia ta portocalie sau cu ținta gri.
Legea lui Coulomb
Două sarcini se resping dacă au același semn și se atrag dacă au semne opuse. În 1785, Charles-Augustin de Coulomb a măsurat forța cu o balanță de torsiune și a găsit F = k·q₁·q₂ ÷ r², cu k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C². Forța crește cu fiecare sarcină și scade cu pătratul distanței: la jumătate din distanță, de patru ori forța. Acționează asupra ambelor sarcini, egal și în sensuri opuse. Între obiecte mici, forța electrică este enorm mai puternică decât gravitația: câteva zeci de nanocoulombi pe două mărgele aflate la câțiva centimetri sunt de ajuns ca să susțină una împotriva atracției întregului Pământ. De aceea un balon frecat îți poate ridica părul.
Un model de învățare țintit
Mărgelele sunt sfere mici, deci se comportă ca sarcini punctiforme, iar r este distanța dintre centrele lor. Sticla este un izolator perfect și mărgelele nu pierd sarcină. Capătul firului coboară uniform din vârful tubului (16 cm) până la 0,6 cm în 2 s, atât de încet încât mărgeaua este mereu în echilibru: firul trage cu m·g − F cât timp aceasta este pozitivă și se destinde exact unde F = m·g. O mărgea respinsă mai tare decât greutatea ei încă de sus rămâne lipită de capac; una prea grea ca să plutească stă pe cea de jos. Tubul și distanța sunt la scară; mărgelele sunt desenate mai mari. Răspunsurile în limita a 2 % sunt corecte.