Најважније из лекције
Електростатика: Проучава непокретна наелектрисања. Постоје позитивно (+) и негативно (-) наелектрисање. Истоимена се одбијају, разноимена се привлаче.
Квантованост: Наелектрисање тела изражава се формулом \( q = n \cdot e \), где је елементарно наелектрисање \( e = 1{,}6 \cdot 10^{-19} \text{ C} \), а мерна јединица кулон (\(\text{C}\)).
Наелектрисавање трењем: Настаје преласком слободних електрона (вишак електрона \(\rightarrow\) негативно тело; мањак електрона \(\rightarrow\) позитивно тело).
Закон одржања наелектрисања: Укупно наелектрисање је очувано, наелектрисања само прелазе с једног тела на друго.
Детекција и проводност: За детекцију се користе електроскоп и електрометар; супстанце се према проводљивости деле на проводнике и изолаторе.
Квантованост: Наелектрисање тела изражава се формулом \( q = n \cdot e \), где је елементарно наелектрисање \( e = 1{,}6 \cdot 10^{-19} \text{ C} \), а мерна јединица кулон (\(\text{C}\)).
Наелектрисавање трењем: Настаје преласком слободних електрона (вишак електрона \(\rightarrow\) негативно тело; мањак електрона \(\rightarrow\) позитивно тело).
Закон одржања наелектрисања: Укупно наелектрисање је очувано, наелектрисања само прелазе с једног тела на друго.
Детекција и проводност: За детекцију се користе електроскоп и електрометар; супстанце се према проводљивости деле на проводнике и изолаторе.
Електростатика је област физике која проучава наелектрисана тела која мирују и појаве у вези са њима.
Врсте наелектрисања: У природи постоје две врсте наелектрисања – позитивно (+) и негативно (-). Истоимена наелектрисања се одбијају, а разноимена се привлаче.
Проучавање електрицитета почело је запажањем да протрљани ћилибар привлачи лаке предмете. На грчком језику ћилибар се назива електрон, одакле потиче реч наелектрисање.
Супстанца се састоји од атома. Атом чине језгро (позитивни протони и електронеутрални неутрони) и електронски омотач (негативни електрони).
Када је укупан број протона једнак броју електрона, тело је електрично неутрално. Вишак електрона чини тело негативно наелектрисаним, док мањак електрона чини тело позитивно наелектрисаним.
\( q \) или \( Q \)
Кулон (\( \text{C} \))
Елементарно наелектрисање (\( e \)) је најмања количина наелектрисања у природи. То је наелектрисање које носи један протон, односно апсолутна вредност наелектрисања електрона:
\[ e = 1{,}6 \cdot 10^{-19} \text{ C} \]
\[ q = n \cdot e \]
\( q \) – количина наелектрисања, \( n \) – број елементарних наелектрисања (\( n \in \mathbb{N} \)), \( e \) – елементарно наелектрисање
Количини наелектрисања од \( 1 \text{ C} \) одговара приближно \( 6{,}25 \cdot 10^{18} \) елементарних наелектрисања.
Тела се могу наелектрисати трењем, при чему долази до преласка слободних електрона са једног тела на друго.
- Пластична шипка протрљана вуненом крпом: Слободни електрони са вуне прелазе на пластику \(\rightarrow\) пластична шипка има вишак електрона и постаје негативно наелектрисана.
- Стаклена шипка протрљана свиленом крпом: Слободни електрони са стакла прелазе на свилу \(\rightarrow\) стаклена шипка има мањак електрона и постаје позитивно наелектрисана.
Закон одржања наелектрисања: Укупан број позитивних и негативних елементарних наелектрисања у физичким процесима остаје непромењен. Наелектрисање се не може створити ни уништити, већ само прелази са једног тела на друго.
Електроскоп је инструмент који утврђује да ли је тело наелектрисано. Ради на принципу одбијања истоимених наелектрисања која се распоређују на његовим листићима.
Електрометар је инструмент са скалом и казаљком који показује степен наелектрисаности тела (већа количина наелектрисања доводи до већег отклона казаљке).
Електрични проводници (нпр. метали) добро проводе наелектрисање захваљујући присуству слободних електрона.
Изолатори (нпр. пластика, стакло, гума) не проводе наелектрисање.
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Тело има једнак број протона и електрона. Каква је наелектрисаност овог тела? Шта се дешава са његовим наелектрисањем ако му предамо одређен број електрона?
Када је број протона и електрона једнак, тело је електрично неутрално.
Ако телу додамо електроне, оно добија вишак негативног наелектрисања и постаје негативно наелектрисано.
Ако телу додамо електроне, оно добија вишак негативног наелектрисања и постаје негативно наелектрисано.
Задатак 2 (средњи): Колико електрона чини количину наелектрисања од \( q = 8 \cdot 10^{-19} \text{ C} \)?
Полазимо од формуле за квантованост наелектрисања:
\[ q = n \cdot e \implies n = \frac{q}{e} \]
Уврштавањем познатих вредности:
\[ n = \frac{8 \cdot 10^{-19} \text{ C}}{1{,}6 \cdot 10^{-19} \text{ C}} = 5 \]
Одговор: Ову количину наелектрисања чини 5 електрона.
Задатак 3 (тежи): Трљањем стаклене шипке свиленом крпом, шипка је стекла позитивно наелектрисање од \( q = +3{,}2 \cdot 10^{-15} \text{ C} \).
а) Да ли је стаклена шипка примила или отпустила електроне и колико?
б) Колико износи наелектрисање свилене крпе након трљања?
а) Да ли је стаклена шипка примила или отпустила електроне и колико?
б) Колико износи наелектрисање свилене крпе након трљања?
а) Стаклена шипка је постала позитивно наелектрисана, што значи да је отпустила (изгубила) електроне.
Број отпуштених електрона износи: \[ n = \frac{q}{e} = \frac{3{,}2 \cdot 10^{-15} \text{ C}}{1{,}6 \cdot 10^{-19} \text{ C}} = 2 \cdot 10^4 = 20\,000 \text{ електрона} \] б) Према Закону одржања наелектрисања, сви електрони који су напустили шипку прешли су на крпу, па је наелектрисање свилене крпе супротног знака и износи: \[ q_{\text{крпа}} = -3{,}2 \cdot 10^{-15} \text{ C} \]
Број отпуштених електрона износи: \[ n = \frac{q}{e} = \frac{3{,}2 \cdot 10^{-15} \text{ C}}{1{,}6 \cdot 10^{-19} \text{ C}} = 2 \cdot 10^4 = 20\,000 \text{ електрона} \] б) Према Закону одржања наелектрисања, сви електрони који су напустили шипку прешли су на крпу, па је наелектрисање свилене крпе супротног знака и износи: \[ q_{\text{крпа}} = -3{,}2 \cdot 10^{-15} \text{ C} \]
