Pojasnilo

Kartice v tej seriji bodo učencem pomagale bolje seznaniti z novimi koncepti elektrostatike. Poleg tega se razvijajo veščine reševanja problemov, pretvorbe merskih enot in računanja s kalkulatorjem.

Metodologija dela s kartami

Kartice prikazujejo dve kovinski krogli, ki nosita električni naboj. Vrednosti teh stroškov so navedene na karticah. Za določitev velikosti kroglic in razdalje med njimi (njihovih središč) se uporablja karirasta mreža. Vsaka karta označuje dolžino stranice celice te mreže. Na karticah je navedena tudi masa krogle, na kateri se nahaja testni naboj v točki B, in velikost tega naboja.

Po seznanitvi študentov s Coulombovim zakonom je priporočljivo postaviti samostojno delo s kartami. Predlagani sta prvi dve vprašanji. Razdalje se izračunajo iz dolžine celic v ustreznem merilu z uporabo Pitagorovega izreka.

Koristno je, da karte uporabite drugič, potem ko se naučite koncepta napetosti električno polje. Ponudba učencem vprašanja 3, 4,5. Učenci naj v svoj zvezek (občrtano v kvadrat) narišejo mesta vseh nabojev in na izbranem merilu narišejo vektorje. in in njihov skupni vektor. Zanimivo je prositi učence, da rišejo približna lokacija napetostna črta, ki poteka skozi točko B.

Če želite, lahko postavite vprašanja 1-5 hkrati.

Vprašanja za kartice "Interakcija električnih nabojev"

1. Kolikšna je razdalja med središči kroglic?
2. S kakšno silo medsebojno delujejo naboji na kroglicah?
3. Izračunajte poljsko jakost v točki B, ki jo ustvari vsak naboj. V zvezek nariši mesto kroglic in preizkusi naboj q. Na izbranem merilu narišite jakostne vektorje, ki jih ustvarja vsak naboj v točki B. Poiščite velikost in smer vektorja skupne jakosti na tej točki polja. Narišite približno lokacijo napetostne črte, ki poteka skozi točko B.
4. S kakšno silo deluje električno polje na poskusni naboj q v točki B?
5. Kakšen pospešek dobi telo s poskusnim nabojem q in maso m?
6. Določite polmere kroglic v merilu in izračunajte njihove potenciale.
7. Določite potenciale električnega polja v točkah B in C.
8. Koliko dela morajo opraviti zunanje sile, da premaknejo poskusni naboj q iz točke B v točko C?

Primer rešitve za kartico št. 8

1. Razdalja med središči kroglic:

10, r = 10 cm = 0,1 m

1. Modul interakcijske sile med naboji q 1 in q 2:

1. Modul električne poljske jakosti v točki B:

Upodabljajmo vektorje napetosti in na risbi v merilu (glej sliko)

Zgradimo vektor napetostiNjegova smer je navedena na risbi, modul pa se izračuna:

Skozi točko B narišimo približno črto električne poljske jakosti. Ta črta naj bo tangentna na smer vektorjain je pravokotna na površino krogle, ki nosi naboj q 2 .

1. Velikost sile, s katero polje deluje na preskusni naboj q v točki B:

1. Modul pospeška v točki B bo:

1. Potenciali na kroglicah, ki nosijo naboje q 1 in q 2:

1. Potenciali v točkah B iz nabojev q 1 in q 2 bo tolikokrat manjša od potencialov na kroglicah, kot je razdalja od središč kroglic do te točke več radijevžogice. IN v tem primeru 8-krat oziroma 6-krat. Zato je skupni potencial v točki B enak:

Potencial v točki C iz istih nabojev določimo tako, da najprej poiščemo razdalje od kroglic do te točke.

13,6 cm = 0,136 m

8,06 cm = 0,081 m

1. delo zunanje sile, potrebno za premik preskusnega naboja q iz točke B v točko C:

J

Primer programirane vadbe

vprašanja:

1. Potencial krogle z nabojem q 1 , V
2. Potencial krogle z nabojem q 2 , V
3. Potencial na točki B, B
4. Potencial v točki C, B
5. Delo za premik naboja q iz točke v točko C, μJ

Odgovori na kartice št. 1, 3, 5, 7, 9

Koda za preverjanje:

№1 – 25 431

№3 – 23 512

№5 – 34 125

№7 – 51 243

№9 – 12 354

Odgovori na kartice št. 2, 4, 6, 8, 10

Koda za preverjanje:

№2 – 53 241

№4 – 42 513

№6 – 31 425

№8 – 25 134

№10 – 14 352

Aplikacija

Naredil sem, kar sem lahko

• Naredil sem, kar sem lahko

• pustite drugim bolje.

• I. Newton.

• . Oblikujte zakon univerzalne gravitacije in zapišite formulo, ki izraža razmerje med količinami.

• 2. Preučite fizikalno bistvo gravitacijske konstante.

• 3. Meje uporabnosti zakona univerzalne gravitacije

• 4. Naučite se reševati probleme z uporabo zakona univerzalne gravitacije.

Kaj se zgodi, če...?

• Kaj se zgodi, če...?

• Prtljago smo spustili iz rok...

• Žogo smo vrgli gor...

• Vodoravno smo vrgli palico ...

M. Lomonosov

• M. Lomonosov

• Angleški znanstvenik Isaac Newton je prvi oblikoval zakon univerzalne gravitacije

• - dolgega dosega; - zanje ni ovir; - usmerjen vzdolž ravne črte, ki povezuje telesa; - enake velikosti; - v nasprotni smeri.

Uporablja se formula:

• Uporablja se formula:

• - če so velikosti teles zanemarljivo majhne glede na razdaljo med njimi;

• - če sta obe telesi homogeni in imata sferično obliko;

Uporablja se formula:

• Uporablja se formula:

• - če je eno od medsebojno delujočih teles krogla, katere velikost in masa sta bistveno večji od mase drugega telesa

Naloga št. 1

• Naloga št. 1

• Izračunaj silo univerzalne gravitacije med dvema učencema, ki sedita za isto mizo.

• Mase učencev so 50 kilogramov, razdalja je en meter.

• Dobimo silo, ki je enaka 1,67*10 -7 N .

• Sila je tako nepomembna, da se niti nit ne pretrga.

• S kakšno močjo kozo tete Maše privlači zelje na vrtu Babe Glashe, če se pase na razdalji 10 metrov od nje? Teža koze Grishka je 20 kg, letos pa je zelje zraslo veliko in sočno, njegova teža je 5 kg.

• Kolikšna je razdalja med kroglicama, od katerih vsaka tehta 100 kg, če se druga drugo privlačita s silo 0,01 N?

DANO: rešitev:

• DANO: rešitev:

• m1=m2 =100kgIz univerzalnega zakona

• gravitacija:

• F= 0,01N F= G*m1m2/ R2

• _____________ Izrazimo razdaljo:

• R -? R = (G*m1m2/F) ½

• Izračunajmo:

• R = (6,67*10 -11Nm2/kg2 *100kg*100kg/0,01N)1/2

• R = 8,2*10-3 m

• Odgovori : R = 8,2*10-3 m

• Dve enaki krogli se nahajata na razdalji 0,1 m druga od druge in se privlačita s silo 6,67 * 10 -15 N. Kakšna je masa vsake krogle?

DANO: rešitev:

• DANO: rešitev:

• m1=m2 = mIz univerzalnega zakona

• R=0,1 m gravitacije:

• F= 6,67*10 -15N F= G*m1m2/ R2

• _____________ Izrazimo maso teles:

• m-? m= (F*R2/G) ½

• Izračunajmo:

• m= (6,67*10 -15 N *0,01m2/6,67*10 -11Nm2/kg2)1/2

• m= 0,001 kg

• odgovor: m= 0,001 kg

• Odkritje zakona univerzalne gravitacije je omogočilo razlago številnih zemeljskih in nebesnih pojavov:

• gibanje teles pod vplivom gravitacije v bližini zemeljske površine;

• gibanja planetov sončnega sistema ter njihovih naravnih in umetnih satelitov;

• trajektorije kometov in meteorjev;

• pojav oseke in oseke;

• pojasnjene so bile možne poti nebesnih teles;

• izračunani so bili sončni in lunini mrki, izračunane so bile mase in gostote planetov

Naj povzamemo:

• Naj povzamemo:

• ustanovil Newton

• Kaj vsa telesa v vesolju medsebojno privlačijo.

• Medsebojna privlačnost med vsemi telesi se imenuje univerzalna gravitacija – gravitacijska sila.

§ 15, vaja 15 (3; 5)

• § 15, vaja 15 (3; 5)

Interakcija električnih nabojev

Slika prikazuje dve nabiti kroglici in poskusni naboj B. Velikost nabojev in masa telesa sta podani na kartici. S temi podatki reši naloge in odgovori na vprašanja.

1 Kolikšna je razdalja med središči kroglic?

2 S kakšno silo medsebojno delujejo naboji na kroglicah?

3 V zvezek nariši lokacijo kroglic in preskusni naboj q, izračunaj in nariši vektorje električne poljske jakosti v točki B iz vsake naelektrene kroglice v izbranem merilu, poišči velikost in smer skupnega vektorja na tej točki v polje.

4 S kakšno silo deluje električno polje na poskusni naboj v točki B?

5 Kolikšen pospešek dobi pri tem telo s poskusnim nabojem q? (Telesna teža je navedena na kartici.)?

6 S pomočjo tehtnice določi polmere kroglic in izračunaj potenciale na kroglicah v kilovoltih.

7 Izračunajte potenciale električnega polja v točkah B in C.

8 Koliko dela morajo opraviti zunanje sile, da premaknejo poskusni naboj q iz točke B v točko C?

Možnost 1

Možnost 2

Možnost 3

Možnost 4

Možnost 5

Možnost 6

Možnost 7

Možnost 8

Možnost 9

Možnost 10

1 Razdalja med središči kroglic:

2 Modul interakcijske sile med naboji q 1 in q 2:

3 Modul električne poljske jakosti v točki B:

Upodabljajmo vektorje napetosti na risbi v merilu: stranica celice je enaka . Konstruirajmo vektor napetosti. Njegova smer je navedena na risbi, modul pa se izračuna:

4 Velikost sile, s katero polje deluje na preskusni naboj q v točki B:

5 Modul pospeška v točki B bo:

Skozi točko B narišimo približno črto električne poljske jakosti. Ta črta naj bo tangentna na smer vektorja in pravokotna na površino krogle, ki nosi naboj q 2. Ker gre za sojenje pozitivni naboj q se približuje negativni naboj q 2, potem se bosta sila in pospešek povečala, ko se naboj q premika.

6 Potenciali na kroglicah, ki nosijo naboje q 1 in q 2. V enotah SI, določenih s formulo: Kje enote SI, torej

Kartica prikazuje ploščati kondenzator. Navedena je njegova debelina. Oblika kondenzatorske plošče je prikazana v bližini. Mere plošč so podane v milimetrih. S pomočjo podatkov na kartončku reši naloge in odgovori na vprašanja.

1 Izračunajte aktivno površino kondenzatorja.

2 Izračunaj električno kapaciteto kondenzatorja.

3 Kakšna je poljska jakost med ploščama kondenzatorja?

4 Poiščite količino naboja na plošči kondenzatorja.

5 S kakšno silo deluje polje kondenzatorja na naboj q 1, katerega vrednost je navedena na kartici?

6 Kakšno električno kapaciteto v mikrofaradih bo imelo 100 enakih kondenzatorjev, povezanih vzporedno, če razdaljo med ploščama zmanjšamo na 0,1 mm in mednje vstavimo sljudo enake debeline. Dielektrična konstanta sljude se šteje za enako 6.