Resultats exercicis tema 5

1. L'electrització

1. Positives.

2. a) Es repel-liran.
b) Es repel-liran.
c) S'atrauran.

3. Resposta model: aquests fets s'expliquen supo-
sant que els cossos puguín adquirir dues classes
d'electricitat: cárrega positiva (+) i cárrega negativa
(-). Lassignació d'aquests signes es arbitraria.

2. La naturalesa eléctrica de la materia

4. La cárrega eléctrica del protó i la de Telectró son
iguals pero de signe contrari. El nombre d'elec-
trons d'un átom es igual al nombre de protons; per
tant, Tátom es eléctricament neutre i, consegüent-
ment, la materia, composta per átoms, també es
neutra.
Un eos eléctricament neutre pot adquirir una cá¬rrega negativa si guanya electrons i llavors queda amb un excés de cárregues negatives respecte de les positives.
Un eos eléctricament neutre pot adquirir una cá¬rrega positiva si perd electrons i llavors queda amb un excés de cárregues positives respecte de les negatives.

5. 2 protons, 2 neutrons, 1 electro.

6. Negativa.

7. En un sistema material aillat format per diversos cossos, els electrons poden traslladar-se d'un eos a un altre, de manera que la cárrega eléctrica ne¬gativa que adquireix un eos es igual a la cárrega eléctrica positiva que adquireix Taltre. Si se sumen les cárregues eléctriques tenint en compte el seu signe, la cárrega eléctrica no ha variat: les cárre¬gues positives adquirides es contraresten amb les cárregues negatives i la cárrega total del sistema román constant.
Quan s'electritza un eos neutre per contacte amb un altre carregat positivament, passa cárrega posi¬tiva del eos carregat a Tinicialment neutre, pero la cárrega eléctrica del conjunt es conserva.

3. La cárrega eléctrica I la seva mesura

8. 1 e «1,6 • 10-19C

9. 6,25'1018 electrons. Si adquireix +1C, ha perdut
6,25 • 1018 electrons.

10. q = 2 • 1,6- 10-19C = 3,2 • 1~19C

11. 1,85 • 1016 electrons.

12. El segon. Si toquem Telectroscopi, que está carre¬
gat positivament, amb la barreta carregada negati-
vament, les cárregues es compensaran. Per tant,
la quantitat de cárrega positiva de Telectroscopi
disminuirá i també la separació de les lamines de
l'eiectroscopi.

13. La separació de les lamines en un electroscopi es
mes gran com mes gran sigui la cárrega eléctrica
que adquireix. Un electrómetre es un electroscopi
que porta incorporada una escala graduada sobre
la qual es mesura el valor de la cárrega eléctrica.

4. Forces eléctriques

14. a) Falsa. La forga es quadruplicará, perqué es in-
versament proporcional a la distancia.
b) Certa.

15. F= 1,24 • 10-2 N
En el buit, el valor de la constant k es mes gran, per la qual cosa les forces de repulsió son mes grans.

16. 0,112 m = 11,2 cm

5. El camp eléctric

17. Una cárrega eléctrica crea un camp eléctric al seu
voltant i qualsevol altra cárrega eléctrica situada en
aquest camp experimenta una forga sobre aquesta
que prova Texisténcia del camp eléctric.

18. E = -4 • 10"4. El signe indica que la forga té sentit
contrari al del camp eléctric.

19. Una cárrega positiva en la regió del camp s'allu-
nyará de la cárrega, seguint el sentit de les línies de camp. Una cárrega negativa s'apropará a la cá¬rrega que crea el camp, seguint el sentit contrari de les línies de camp.

6. Conductors I aíllants


20. Les cárregues en excés viatgen cap al térra perqué
aquest es conductor. Com que les cárregues es re-
parteixen en tota la massa del térra, que es molt
gran, el metall deixa d'estar electritzat.

21. La diferencia principal es que en l'electrització per
fricció els cossos s'electritzen per un intercanvi de
cárregues entre ells. En l'electrització per influen¬
cia, pero, no hi ha intercanvi de cárrega, sino que
les cárregues lliures del mateix conductor es con¬
centren en una zona, sense contacte entre amb-
dós cossos. En el cas deis a'íllants, l'abséncia de
cárregues lliures que es puguin moure per l'interior
del eos no permet l'electrització per influencia.


23. Una gábia de Faraday aprofita el fet que les cárre¬
gues se sitúen a la superficie exterior deis conduc¬
tora, per evitar els efectes deis camps eléctrics a
l'interior. Un automóbil, un microones o un avió,
son aparells que es comporten, aproximadament,
com una gábia de Faraday.

Mapa conceptual
27. De dalt a baix i d'esquerra a dreta: forces a distan¬
cia, llei de Coulomb, fricció, inducció (només els
conductors), positives. , •; ,

28. Positives i negatives.

29. Per fricció, per contacte i per inducció (només els
conductors).

30. Mitjancant la llei de Coulomb.

31. D'atracció o de repulsió.

Activitats d'aplicació

35. La pols, en ambients secs, está carregada elec-
trostáticament. Les microfibres d'aquest tipus de
baietes es carreguen fácilment amb el fregament i
fa que atreguin la pols.

36. a) Certa. Un eos que cedeix electrons adquireix cá-
rrega positiva; si ja tenia cárrega positiva, l'aug-mentará.
b) Falsa. La unitat natural de cárrega eléctrica es la
cárrega de l'electró (1,6 • 10~19 C). Una cárrega
negativa de 5 • 10~19 C no es un múltiple de la
cárrega de l'electró, per la qual cosa no es pos-
sible.
c) Falsa. Un eos carregat positivament té un excés
de cárregues positives; pot teñir cárregues ne¬
gatives, pero en menor nombre que les cárre¬
gues positives.
d) Certa. Es l'enunciat del principi de conservació
de la cárrega eléctrica.

37 Un electro té cárrega eléctrica negativa, un protó té cárrega eléctrica positiva i un neutro no té cá¬rrega eléctrica.

38. a) No podem assegurar que ambdues estiguin ca-
rregades positivament. Només podem deduir que teñen el mateix tipus de cárrega (positiva o negativa).
b) Comproveu que dibuixin les dues boles amb les forces de sentit contrari.

39. n = 3,1 • 1012 electrons.

40. F= 2,7 N. Com que les cárregues son de signe di-
ferent, la forga es d'atracció.

46. a) Es un conductor.
b) Pot ser un eos carregat positivament o negativa-ment, la inducció es pot produir en ambdós ca¬sos. Es tracta, només, d'acostar-hi un camp eléctric.

47 El B, i ho fará per la punta de la prominencia ja que, per l'efecte punta, hi ha una quantitat mes gran de cárregues acumulades.

48. a) Falsa. L'electroscopi no indica el signe de la cá¬rrega eléctrica, ja que les lamines es repel-lei-xen tant si la cárrega es positiva com si es ne¬gativa.
b) Certa. La forga entre dues cárregues eléctriques
es inversament proporcional al quadrat de la
distancia que les separa; si augmenta la distan¬
cia, disminueix la forga eléctrica.
c) Fals. Un eos es pot descarregar. Aixó sí, la cá¬
rrega no es desapareix, només es traspassa a
un altre eos.
d) Falsa. Dues línies de camp eléctric mai no es ta¬
llen.
e) Cert. L'electró es la unitat natural de cárrega.
Un eos carregat té un excés o defecte d'elec-
trons.

49. a) En passar electrons de l'un a l'altre, tots dos
adquireixen cárrega de signe diferents i s'a¬trauen.
b) En passar cárregues de la barreta carregada a la
barreta aíllada, totes dues queden carregades
amb el mateix signe i es repel-leixen.
c) Les cárregues de les lamines passen al térra a
través del eos huma i l'electroscopi queda des-
carregat.
d) En aproximar un eos amb cárrega positiva a un
conductor neutre, els electrons lliures del con¬
ductor son atrets peí eos i es concentren a la zo¬
na del conductor mes propera al eos. Les cárre¬
gues positives, al seu torn, es concentren en la
zona del conductor mes allunyada.

50. F=8,2 • 10-8 N

51. q = -0,18- 10-6 C

52. En apropar la barreta electritzada, l'esfera de Po-
rexpan, que pesa molt poc, es atreta. Aixó es de-
gut al fet que s'hi indueix una cárrega contraria a la
de la barreta. Posteriorment, en tocar la barreta,
l'esfera s'electritza per contacte amb la mateixa cá¬
rrega que aquesta. En quedar totes dues amb el
mateix signe, es repel-leixen.

53. a) F=60N

b) F = 2,3 N
c) F = 17 N
Com que les cárregues son de signe diferents, les forces son d'atracció.

54. El eos A es conductor, ja que ha permés el pas de
la cárrega. B i C son aíllants.

55. F=6,6- KHN

56. E=4 • 106N/C

57 a) E = 400 N/C
b) F=3 • 10-3 N

58. Un arbre, a causa del poder de les puntes, pot ca-rregar-se per influencia i servir de punt de descá-rrega deis llamps. En canvi, un automóbil es com¬porta aproximadament com una gábia de Faraday per la qual cosa en el seu interior no poden entrar les cárregues eléctriques