תלמיד ערך שני ניסויים. מערכת הניסוי הראשון הייתה מורכבת מכדור קטן מוליך הטעון במטען q_1 ולוח מוליך גדול הטעון במטען חשמלי חיובי שצפיפותו השטחית, σ, אחידה.
תלמיד ערך שני ניסויים. מערכת הניסוי הראשון הייתה מורכבת מכדור קטן מוליך הטעון במטען q_1 ולוח מוליך גדול הטעון במטען חשמלי חיובי שצפיפותו השטחית, σ, אחידה.
התלמיד תלה את הכדור הטעון מול הלוח על חוט מבודד וקל. הכדור סטה לעבר הלוח, וכאשר הגיע למצב מנוחה נוצרה זווית α בין החוט ובין הכיוון האנכי, כמתואר בתרשים 1. יש להתייחס לכדור הטעון כגוף נקודתי. השפעת הכדור הטעון על צפיפות המטען החשמלי בלוח זניחה.
m_1 = 1gr (מסת הכדור התלוי)
[טבלה, תרשים בעמוד 2] σ[C/m² × 10⁻⁷] = 1.50, 2.25, 3.25, 4.00, 5.00
[טבלה] α[°] = 4, 6, 8, 10, 12
[טבלה] tan(α) = 0.07, 0.11, 0.14, 0.18, 0.21
בניסוי השני מוסיפים כדור שני הטעון במטען q_2 (נתון לסעיף ו): |q_2|=|q_1|, סימני המטענים הפוכים
סרטט את תרשים הכוחות הפועלים על הכדור התלוי. ליד כל כוח כתוב את שמו.
במהלך הניסוי שינה התלמיד כמה פעמים את צפיפות המטען החשמלי σ, ובכל פעם מדד את ערך הזווית α וחישב את ערך tan(α). בטבלה שלפניך מוצגים ערכי צפיפות המטען החשמלי σ, ערכי הזווית α וערכי tan(α).
סעיף ב. סרטט במחברתך גרף (דיאגרמת פיזור) של tan(α) כפונקציה של צפיפות המטען החשמלי σ, והוסף בו את קו המגמה.
חשב את השיפוע של קו המגמה שסרטטת.
פתח ביטוי של tan(α) כפונקציה של σ. השתמש בקבועים: g, ε_0 ו-m_1, q_1.
(1) קבע את הסימן של המטען q_1. נמק את קביעתך. (2) חשב, על פי הגרף שסרטטת, את גודלו של המטען q_1.
בניסוי השני הוסיף התלמיד למערכת הניסוי כדור קטן מוליך הטעון במטען q_2, ותלה גם אותו על חוט מבודד וקל. נתון כי גודל המטען של שני הכדורים שווה, אך סימני מטעניהם הפוכים. בלי לשנות את ערכי צפיפות המטען החשמלי σ של הלוח, מיקם התלמיד גם את הכדור השני מול הלוח. כאשר שני הכדורים הגיעו למצב מנוחה היו החוטים מקבילים ללוח (בשני החוטים α=0).
סעיף ו. לפניך ארבעה תרשימים, 1-4, המתארים את מיקום הכדורים והלוח. קבע איזה מן התרשימים אפשרי. נמק את קביעתך.
שאלות ותגובות על השאלה
🎓 לא הבנתם משהו? קבלו הסבר נוסף ממרצה
שאלו כאן — ותקבלו מענה מוסמך.