Relazione sull'Elettrostatica

Materie:	Appunti
Categoria:	Fisica
Download:	3952
Data:	03.10.2006
Numero di pagine:	17
Formato di file:	.doc (Microsoft Word)

RELAZIONE DI FISICA
SULL’ELETTROSTATICA
CARICHE ELETTRICHE E INTERAZIONE FRA DI LORO E CON L’AMBIENTE (CAMPI MAGNETICI)
Esperienza di Laboratorio del 26/09/2006
Mammoliti Enrico 4°L 02/10/2006
OBIETTIVI DELL’ESPERIENZA
Cercheremo attraverso vari esperimenti tramite utilizzo di vari strumenti di dimostrare la validità delle leggi più importanti che caratterizzano lo studio dell’elettrostatica: la presenza cariche di segno positivo o negativo su diversi corpi per elettrizzazione, le proprietà di interazione fra queste cariche (repulsione e attrazione), esistenza del campo elettrico con delle determinate linee di forza e la presenza su di esso di cariche solo esternamente e non internamente.
PRIMO ESPERIMENTO
Determinazione dell’esistenza delle cariche, repulsione e attrazione fra di esse
OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO
Verificare l’effettività dell’elettrizzazione per strofinio e quindi della presenza in fisica di due cariche elettriche: una positiva (vetrosa) e una negativa (resinosa). Dimostrare poi che l’avvicinamento di due cariche uguali provoca repulsione fra i corpi elettrizzati, mentre l’avvicinamento di due cariche di segno opposto provoca attrazione fra i corpi elettrizzati.
MATERIALE UTILIZZATO
• Due Bacchette, una di vetro e una di plastica
• Un panno di lana
• Un’asta con appese due sferette di polistirolo tramite due fili di cotone (materiale altamente isolante e umidificante).
• Un piccolo ventilatore
PROCEDIMENTO
Prendiamo un’asta con appese due sferette di polistirolo (materiale altamente isolante e umidificante) tramite due fili di cotone e quindi le due bacchette. Strofinando le medesime sul panno di lana e avvicinandola una per volta alle due sferette otterremo effetti diversi. Inizialmente prendiamo la bacchetta di vetro, strofiniamola e avviciniamola alle sferette fino a toccarle (elettrizzazione per contatto): vedremo queste ultime prima essere attratte dalla bacchetta, acquistando così le cariche, e allontanandola vedremo le due sferette non avvicinarsi mai a causa della repulsione provocata dall’uguaglianza delle loro cariche.
Allo stesso modo, riavvicinando la stessa bacchetta, le due sferette non verranno più attratte da essa ma verranno respinte poiché aventi la stessa carica.
Verifichiamo ora l’effetto che ha sulle sferette la bacchetta di plastica. Per togliere la carica alle sferette e fargli riacquistare la loro neutralità, basterà aspettare un po’ di tempo o, in mancanza di esso, far soffiare su di esse del vento con un piccolo ventilatore in modo da far volare via immediatamente le cariche. L’effetto prodotto è identico, poiché le cariche sono ora opposte alle prime, ma pur sempre uguali fra loro, e verrà quindi prodotto inizialmente un effetto di attrazione fra bacchetta e sferette per poter acquistare le cariche, e successivamente di repulsione.
Proviamo ora a utilizzare entrambe le bacchette nella medesima prova: elettrizzando col panno di lana, per esempio, la bacchetta di vetro e avvicinandola alle due sferette, vedremo ancora una volta queste essere attratte fino a che, acquistata la carica, si respingeranno fra di loro. Elettrizziamo quindi l’altra bacchetta e avviciniamola alle sferette, questa volta senza togliere la loro vecchia carica: vedremo queste venire attratte dalla bacchetta.

CONCLUSIONE
Abbiamo dimostrato dunque in natura l’esistenza di due tipi di cariche elettriche: una di entità vetrosa, quella positiva, e una resinosa, negativa. Si è poi visto come due cariche della stessa entità si respingano fra loro e come due cariche di entità opposta si attraggono.
PROPOSTE E CONSIGLI
Proporre caldamente un ambiente poco umido per l’esperimento. Si è potuto notare come l’umidità dell’aula di fisica abbia influenzato le cariche rendendone difficoltoso il movimento è più facile la dispersione (come si è visto dalla velocità con cui le due sferette si riavvicinavano dopo l’elettrizzazione per contatto).
SECONDO ESPERIMENTO
Determinazione dell’esistenza delle cariche, repulsione e attrazione fra di esse
OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO
Verificare l’effettività dell’elettrizzazione per strofinio e quindi della presenza in fisica di due cariche elettriche: una positiva (vetrosa) e una negativa (resinosa). Dimostrare poi che l’avvicinamento di due cariche uguali provoca repulsione fra i corpi elettrizzati, mentre l’avvicinamento di due cariche di segno opposto provoca attrazione fra i corpi elettrizzati.
MATERIALE UTILIZZATO
• Barra di plastica
• Perno
• Due Bacchette, una di vetro e una di plastica
• Un panno di lana
PROCEDIMENTO
Analogamente al primo esperimento, possiamo dimostrare l’esistenza di due cariche nella fisica e le loro proprietà di repulsione e attrazione utilizzando una barra di plastica poggiante su un perno centrale.
Elettrizziamo per strofinio dapprima la bacchetta di plastica e avviciniamola ad un’estremità della barra elettrizzandola per contatto e poi allontanandola un po’: vedremo la barra muoversi circolarmente per repulsione, come se venisse “spinta” direttamente dalla bacchetta. Stessa cosa se elettrizziamo la bacchetta di vetro vedremo anche questa volta la barra muoversi circolarmente, ma questa volta come se venisse “tirata” dalla bacchetta, a causa dell’attrazione fra le cariche opposte.
CONCLUSIONE
Abbiamo dimostrato dunque in natura l’esistenza di due tipi di cariche elettriche: una di entità vetrosa, quella positiva, e una resinosa, negativa. Si è poi visto come due cariche della stessa entità si respingano fra loro e come due cariche di entità opposta si attraggono.
PROPOSTE E CONSIGLI
Nessuno

TERZO ESPERIMENTO
Determinazione di una carica elettrica tramite Elettroscopio a foglie
OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO
Determinare tramite Elettroscopio a foglie l’entità di una carica e determinarne approssimativamente la quantità.
MATERIALE UTILIZZATO
• Elettroscopio a foglie
• Panno di lana
• Barra di vetro
PROCEDIMENTO
L’Elettroscopio a foglie è uno strumento vecchio ma efficace al fine di determinare la carica di un corpo e la quantità della stessa. È formato da una sferetta metallica collegata a due foglioline metalliche sospese e perpendicolari a terra. Elettrizzando la bacchetta di vetro per strofinio col panno di lana e avvicinandola alla sferetta metallica vedremo le due foglioline respingersi tanto quanto la bacchetta si avvicina alla sferetta. Questo perché la sferetta ha trasmesso le cariche positive acquistate dalla bacchetta per contatto alle foglioline in maniera equa, in tal modo, avendo ora cariche di segno uguale, si respingono fra loro. Queste foglioline, essendo leggere, si respingono appunto formando un angolo tanto grande quanto è intensa la carica. Una volta allontanata la bacchetta dalla sferetta metallica, le due foglioline col tempo torneranno allo stato iniziale.
CONCLUSIONE
Abbiamo determinato tramite l’Elettroscopio a foglie la quantità di una carica elettrica sfruttando l’angolo di repulsione delle due foglioline.
PROPOSTE E CONSIGLI
Nessuno

QUARTO ESPERIMENTO
Determinazione di una carica elettrica tramite Elettroscopio di Wulf
OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO
Determinare tramite Elettroscopio di Wulf l’entità di una carica e determinarne approssimativamente la quantità.
MATERIALE UTILIZZATO
• Elettroscopio di Wulf
• Bacchetta di Vetro
• Un panno di lana
PROCEDIMENTO
A differenza del primo elettroscopio, questo possiede una sola fogliolina talmente leggera da potersi muovere, poiché l’altra è così pesante da farla restare ferma. Questo strumento è dotato di un proiettore in modo da poter vedere in maniera più distinta il movimento della fogliolina sulla parete, che è legata sia alla base che in cima in modo da permettere il movimento solo nella sua parte centrale. Una volta elettrizzata la bacchetta di vetro per strofinio, avviciniamola all’elettroscopio e vedremo la fogliolina proiettata sulla parete muoversi poiché respinta dall’altra uguale carica della fogliolina pesante. Questa si muoverà tanto quando la bacchetta si avvicina all’elettroscopio, e viceversa si allontanerà allo stesso modo. L’elettroscopio però è fornito anche da un corpo che permette lo scarico a terra: se avvicineremo la bacchetta di molto, la fogliolina arriverà a toccare questo corpo e riceverà elettroni da terra che compenseranno la carica positiva ricevuta dalla bacchetta di vetro, in modo da tornare allo stato originario. Ora la fogliolina si muoverà verso il corpo se proveremo ad allontanare la bacchetta di vetro (anziché ad avvicinarla), poiché la fogliolina in tal modo verrà caricata negativamente a causa dell’allontanamento dei protoni.
CONCLUSIONE
Abbiamo determinato tramite l’Elettroscopio di Wulf la quantità di una carica elettrica sfruttando l’angolo di repulsione della fogliolina.
PROPOSTE E CONSIGLI
Nessuno

QUINTO ESPERIMENTO
Dimostrazione dell’esistenza di campi elettrici tramite macchina di Van der Graff
OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO
Dimostrare che tra due corpi elettrizzati distanti fra di loro agisce una forza invisibile che identifica il campo elettrico, ovvero quella regione di spazio in cui agisce e si muove la carica elettrica.
MATERIALE UTILIZZATO
• Macchina di Van der Graff
• Elettroscopio di Wulf
PROCEDIMENTO
La macchina di Van der Graff è formata da una cinghia di gomma (assorbente poca umidità) che, azionata da un motorino, si strofina sulla sua altra estremità elettrizzandosi. Accendendo il motorino, la cinghia comincerà a muoversi sfregandosi e quindi elettrizzandosi per strofinio. All’estremità superiore della cinghia avvolta viene posizionata una sfera cava di metallo, che ha il compito di contenere il campo elettrico che è venuto a crearsi. Infatti sopra la palla sono posizionati dei filamenti che, con la cinghia in movimento, si raddrizzano perpendicolarmente al punto dove sono posizionati sulla sfera. Ciò significa che effettivamente esiste un campo magnetico provocato dallo strofinio della cinghia e contenuto dalla sfera cava di metallo, e che si propaga ulteriormente verso l’esterno seguendo una curvatura analoga alla sfera.
Questo campo elettrico però non si propaga solo fino alla sfera. A distanza di un metro dalla macchina di Van der Graff troviamo la fogliolina nell’elettroscopio di Wulf in movimento continuo (arriva a toccare il corpo per ricevere elettroni da terra e torna alla posizione originale all’infinito), poiché il campo elettrico formato dalla cinghia è talmente vasto da arrivare a caricare persino l’elettroscopio.

CONCLUSIONE
E’ stata dimostrata l’esistenza del campo elettrico provocato da un corpo elettrizzato, il quale agisce non solo su se stesso ma anche sull’ambiente circostante.
PROPOSTE E CONSIGLI
Nessuno
SESTO ESPERIMENTO
Determinazione delle linee di forza in un campo elettrico
OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO
Dimostrare che in un campo elettrico esistono delle linee dette Linee di Forza che individuano la direzione e il verso del campo stesso.
MATERIALE UTILIZZATO
• Polvere di Plastica
• Motorino
• Vetri
• Sezioni metalliche diverse (sezioni sferiche, strisce, sezioni sferoidali concentriche)
PROCEDIMENTO
Per visualizzare meglio l’esperimento, verrà utilizzato un proiettore in modo da ingrandire l’immagine sulla parete e meglio distinguere le linee di forza. Prendiamo un vetrino e, dopo averlo messo sul proiettore, poggiamoci sopra le sezioni di due piccole sfere di metallo che verranno elettrizzate per contatto da due filamenti collegati a un motorino. A questo punto spargiamo della polvere di plastica sul vetrino in corrispondenza dei due corpi e vedremo sulla proiezione sulla parete la forma distinta che prenderà tutta la polvere attorno ai due corpi. Verranno a formarsi delle linee dallo spessore minuscolo che insieme andranno a formare un “disegno” attorno ai due corpi. Questo “disegno” curvilineo è appunto il risultato dell’unione di moltissime di queste linee di spessore minuscolo, rendendo visibili così le Linee di Forza. Analogamente, se andremo a fare delle prove con altri corpi come ad esempio delle strisce di metallo o delle sezioni di sfere concentriche elettrizzati potremo vedere la direzione e il verso che prenderanno in questi casi le linee di forza.
CONCLUSIONE
Abbiamo dimostrato dunque che esistono le linee di forza e che ogni punto di esse ne indica direzione e verso.
PROPOSTE E CONSIGLI
Nessuno

SETTIMO ESPERIMENTO
Determinazione dell’influenza di una carica elettrica esternamente e internamente tramite il Pozzo di Faraday
OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO
Dimostrare come il Pozzo di Faraday sia isolante al suo interno.
MATERIALE UTILIZZATO
• Pozzo di Faraday
• Macchina di Van der Graff
• Tre sferette di polistirolo appese al Pozzo tramite due fili di cotone (materiale altamente isolante e umidificante), due all’esterno e una all’interno.
PROCEDIMENTO
Il pozzo di Faraday è un qualunque sistema costituito da un contenitore in materiale elettricamente conduttore (o conduttore cavo) in grado di isolare l'ambiente interno da un qualunque campo elettrostatico presente al suo esterno, per quanto intenso questo possa essere.
Il pozzo può essere costituito, oltre che da una rete di barre opportunamente distanziate, anche da un foglio metallico continuo. Posizionando il Pozzo vicino alla Macchina di Van der Graff e azionando quest’ultima, pur avendo generato un campo magnetico tale da arrivare all’Elettroscopio di Wulf, vedremo che delle tre palline di polistirolo appese alla gabbia si muovono solamente quelle esterne, mentre la sferetta interna resta immobile poiché all’interno del pozzo non avviene alcun movimento elettrostatico, e quindi il campo magnetico non generato dalla Macchina di Van der Graff non vi ci agisce.
CONCLUSIONE
Abbiamo dimostrato come il Pozzo di Faraday sia un perfetto isolante, scaricando a terra tramite il metallo tutte le cariche elettriche del campo magnetico prodotto dalla Macchina di Van der Graff e non permettendo al suo interno alcun movimento elettrostatico, ma solo al suo esterno.
PROPOSTE E CONSIGLI
Nessuno
*****
CONCLUSIONE DELL’ESPERIENZA
Tutti gli obiettivi sono stati raggiunti con successo. Le principali proprietà dell’elettrostatica sono state dimostrate con esito positivo nei vari esperimenti effettuati durante l’esperienza di laboratorio.
TEMPO IMPIEGATO PER LA DIMOSTRAZIONE IN LABORATORIO : 1 ora.
RELAZIONE DI FISICA
SULL’ELETTROSTATICA
CARICHE ELETTRICHE E INTERAZIONE FRA DI LORO E CON L’AMBIENTE (CAMPI MAGNETICI)
Esperienza di Laboratorio del 26/09/2006
Mammoliti Enrico 4°L 02/10/2006
OBIETTIVI DELL’ESPERIENZA
Cercheremo attraverso vari esperimenti tramite utilizzo di vari strumenti di dimostrare la validità delle leggi più importanti che caratterizzano lo studio dell’elettrostatica: la presenza cariche di segno positivo o negativo su diversi corpi per elettrizzazione, le proprietà di interazione fra queste cariche (repulsione e attrazione), esistenza del campo elettrico con delle determinate linee di forza e la presenza su di esso di cariche solo esternamente e non internamente.
PRIMO ESPERIMENTO
Determinazione dell’esistenza delle cariche, repulsione e attrazione fra di esse
OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO
Verificare l’effettività dell’elettrizzazione per strofinio e quindi della presenza in fisica di due cariche elettriche: una positiva (vetrosa) e una negativa (resinosa). Dimostrare poi che l’avvicinamento di due cariche uguali provoca repulsione fra i corpi elettrizzati, mentre l’avvicinamento di due cariche di segno opposto provoca attrazione fra i corpi elettrizzati.
MATERIALE UTILIZZATO
• Due Bacchette, una di vetro e una di plastica
• Un panno di lana
• Un’asta con appese due sferette di polistirolo tramite due fili di cotone (materiale altamente isolante e umidificante).
• Un piccolo ventilatore
PROCEDIMENTO
Prendiamo un’asta con appese due sferette di polistirolo (materiale altamente isolante e umidificante) tramite due fili di cotone e quindi le due bacchette. Strofinando le medesime sul panno di lana e avvicinandola una per volta alle due sferette otterremo effetti diversi. Inizialmente prendiamo la bacchetta di vetro, strofiniamola e avviciniamola alle sferette fino a toccarle (elettrizzazione per contatto): vedremo queste ultime prima essere attratte dalla bacchetta, acquistando così le cariche, e allontanandola vedremo le due sferette non avvicinarsi mai a causa della repulsione provocata dall’uguaglianza delle loro cariche.
Allo stesso modo, riavvicinando la stessa bacchetta, le due sferette non verranno più attratte da essa ma verranno respinte poiché aventi la stessa carica.
Verifichiamo ora l’effetto che ha sulle sferette la bacchetta di plastica. Per togliere la carica alle sferette e fargli riacquistare la loro neutralità, basterà aspettare un po’ di tempo o, in mancanza di esso, far soffiare su di esse del vento con un piccolo ventilatore in modo da far volare via immediatamente le cariche. L’effetto prodotto è identico, poiché le cariche sono ora opposte alle prime, ma pur sempre uguali fra loro, e verrà quindi prodotto inizialmente un effetto di attrazione fra bacchetta e sferette per poter acquistare le cariche, e successivamente di repulsione.
Proviamo ora a utilizzare entrambe le bacchette nella medesima prova: elettrizzando col panno di lana, per esempio, la bacchetta di vetro e avvicinandola alle due sferette, vedremo ancora una volta queste essere attratte fino a che, acquistata la carica, si respingeranno fra di loro. Elettrizziamo quindi l’altra bacchetta e avviciniamola alle sferette, questa volta senza togliere la loro vecchia carica: vedremo queste venire attratte dalla bacchetta.

CONCLUSIONE
Abbiamo dimostrato dunque in natura l’esistenza di due tipi di cariche elettriche: una di entità vetrosa, quella positiva, e una resinosa, negativa. Si è poi visto come due cariche della stessa entità si respingano fra loro e come due cariche di entità opposta si attraggono.
PROPOSTE E CONSIGLI
Proporre caldamente un ambiente poco umido per l’esperimento. Si è potuto notare come l’umidità dell’aula di fisica abbia influenzato le cariche rendendone difficoltoso il movimento è più facile la dispersione (come si è visto dalla velocità con cui le due sferette si riavvicinavano dopo l’elettrizzazione per contatto).
SECONDO ESPERIMENTO
Determinazione dell’esistenza delle cariche, repulsione e attrazione fra di esse
OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO
Verificare l’effettività dell’elettrizzazione per strofinio e quindi della presenza in fisica di due cariche elettriche: una positiva (vetrosa) e una negativa (resinosa). Dimostrare poi che l’avvicinamento di due cariche uguali provoca repulsione fra i corpi elettrizzati, mentre l’avvicinamento di due cariche di segno opposto provoca attrazione fra i corpi elettrizzati.
MATERIALE UTILIZZATO
• Barra di plastica
• Perno
• Due Bacchette, una di vetro e una di plastica
• Un panno di lana
PROCEDIMENTO
Analogamente al primo esperimento, possiamo dimostrare l’esistenza di due cariche nella fisica e le loro proprietà di repulsione e attrazione utilizzando una barra di plastica poggiante su un perno centrale.
Elettrizziamo per strofinio dapprima la bacchetta di plastica e avviciniamola ad un’estremità della barra elettrizzandola per contatto e poi allontanandola un po’: vedremo la barra muoversi circolarmente per repulsione, come se venisse “spinta” direttamente dalla bacchetta. Stessa cosa se elettrizziamo la bacchetta di vetro vedremo anche questa volta la barra muoversi circolarmente, ma questa volta come se venisse “tirata” dalla bacchetta, a causa dell’attrazione fra le cariche opposte.
CONCLUSIONE
Abbiamo dimostrato dunque in natura l’esistenza di due tipi di cariche elettriche: una di entità vetrosa, quella positiva, e una resinosa, negativa. Si è poi visto come due cariche della stessa entità si respingano fra loro e come due cariche di entità opposta si attraggono.
PROPOSTE E CONSIGLI
Nessuno

TERZO ESPERIMENTO
Determinazione di una carica elettrica tramite Elettroscopio a foglie
OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO
Determinare tramite Elettroscopio a foglie l’entità di una carica e determinarne approssimativamente la quantità.
MATERIALE UTILIZZATO
• Elettroscopio a foglie
• Panno di lana
• Barra di vetro
PROCEDIMENTO
L’Elettroscopio a foglie è uno strumento vecchio ma efficace al fine di determinare la carica di un corpo e la quantità della stessa. È formato da una sferetta metallica collegata a due foglioline metalliche sospese e perpendicolari a terra. Elettrizzando la bacchetta di vetro per strofinio col panno di lana e avvicinandola alla sferetta metallica vedremo le due foglioline respingersi tanto quanto la bacchetta si avvicina alla sferetta. Questo perché la sferetta ha trasmesso le cariche positive acquistate dalla bacchetta per contatto alle foglioline in maniera equa, in tal modo, avendo ora cariche di segno uguale, si respingono fra loro. Queste foglioline, essendo leggere, si respingono appunto formando un angolo tanto grande quanto è intensa la carica. Una volta allontanata la bacchetta dalla sferetta metallica, le due foglioline col tempo torneranno allo stato iniziale.
CONCLUSIONE
Abbiamo determinato tramite l’Elettroscopio a foglie la quantità di una carica elettrica sfruttando l’angolo di repulsione delle due foglioline.
PROPOSTE E CONSIGLI
Nessuno

QUARTO ESPERIMENTO
Determinazione di una carica elettrica tramite Elettroscopio di Wulf
OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO
Determinare tramite Elettroscopio di Wulf l’entità di una carica e determinarne approssimativamente la quantità.
MATERIALE UTILIZZATO
• Elettroscopio di Wulf
• Bacchetta di Vetro
• Un panno di lana
PROCEDIMENTO
A differenza del primo elettroscopio, questo possiede una sola fogliolina talmente leggera da potersi muovere, poiché l’altra è così pesante da farla restare ferma. Questo strumento è dotato di un proiettore in modo da poter vedere in maniera più distinta il movimento della fogliolina sulla parete, che è legata sia alla base che in cima in modo da permettere il movimento solo nella sua parte centrale. Una volta elettrizzata la bacchetta di vetro per strofinio, avviciniamola all’elettroscopio e vedremo la fogliolina proiettata sulla parete muoversi poiché respinta dall’altra uguale carica della fogliolina pesante. Questa si muoverà tanto quando la bacchetta si avvicina all’elettroscopio, e viceversa si allontanerà allo stesso modo. L’elettroscopio però è fornito anche da un corpo che permette lo scarico a terra: se avvicineremo la bacchetta di molto, la fogliolina arriverà a toccare questo corpo e riceverà elettroni da terra che compenseranno la carica positiva ricevuta dalla bacchetta di vetro, in modo da tornare allo stato originario. Ora la fogliolina si muoverà verso il corpo se proveremo ad allontanare la bacchetta di vetro (anziché ad avvicinarla), poiché la fogliolina in tal modo verrà caricata negativamente a causa dell’allontanamento dei protoni.
CONCLUSIONE
Abbiamo determinato tramite l’Elettroscopio di Wulf la quantità di una carica elettrica sfruttando l’angolo di repulsione della fogliolina.
PROPOSTE E CONSIGLI
Nessuno

QUINTO ESPERIMENTO
Dimostrazione dell’esistenza di campi elettrici tramite macchina di Van der Graff
OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO
Dimostrare che tra due corpi elettrizzati distanti fra di loro agisce una forza invisibile che identifica il campo elettrico, ovvero quella regione di spazio in cui agisce e si muove la carica elettrica.
MATERIALE UTILIZZATO
• Macchina di Van der Graff
• Elettroscopio di Wulf
PROCEDIMENTO
La macchina di Van der Graff è formata da una cinghia di gomma (assorbente poca umidità) che, azionata da un motorino, si strofina sulla sua altra estremità elettrizzandosi. Accendendo il motorino, la cinghia comincerà a muoversi sfregandosi e quindi elettrizzandosi per strofinio. All’estremità superiore della cinghia avvolta viene posizionata una sfera cava di metallo, che ha il compito di contenere il campo elettrico che è venuto a crearsi. Infatti sopra la palla sono posizionati dei filamenti che, con la cinghia in movimento, si raddrizzano perpendicolarmente al punto dove sono posizionati sulla sfera. Ciò significa che effettivamente esiste un campo magnetico provocato dallo strofinio della cinghia e contenuto dalla sfera cava di metallo, e che si propaga ulteriormente verso l’esterno seguendo una curvatura analoga alla sfera.
Questo campo elettrico però non si propaga solo fino alla sfera. A distanza di un metro dalla macchina di Van der Graff troviamo la fogliolina nell’elettroscopio di Wulf in movimento continuo (arriva a toccare il corpo per ricevere elettroni da terra e torna alla posizione originale all’infinito), poiché il campo elettrico formato dalla cinghia è talmente vasto da arrivare a caricare persino l’elettroscopio.

CONCLUSIONE
E’ stata dimostrata l’esistenza del campo elettrico provocato da un corpo elettrizzato, il quale agisce non solo su se stesso ma anche sull’ambiente circostante.
PROPOSTE E CONSIGLI
Nessuno
SESTO ESPERIMENTO
Determinazione delle linee di forza in un campo elettrico
OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO
Dimostrare che in un campo elettrico esistono delle linee dette Linee di Forza che individuano la direzione e il verso del campo stesso.
MATERIALE UTILIZZATO
• Polvere di Plastica
• Motorino
• Vetri
• Sezioni metalliche diverse (sezioni sferiche, strisce, sezioni sferoidali concentriche)
PROCEDIMENTO
Per visualizzare meglio l’esperimento, verrà utilizzato un proiettore in modo da ingrandire l’immagine sulla parete e meglio distinguere le linee di forza. Prendiamo un vetrino e, dopo averlo messo sul proiettore, poggiamoci sopra le sezioni di due piccole sfere di metallo che verranno elettrizzate per contatto da due filamenti collegati a un motorino. A questo punto spargiamo della polvere di plastica sul vetrino in corrispondenza dei due corpi e vedremo sulla proiezione sulla parete la forma distinta che prenderà tutta la polvere attorno ai due corpi. Verranno a formarsi delle linee dallo spessore minuscolo che insieme andranno a formare un “disegno” attorno ai due corpi. Questo “disegno” curvilineo è appunto il risultato dell’unione di moltissime di queste linee di spessore minuscolo, rendendo visibili così le Linee di Forza. Analogamente, se andremo a fare delle prove con altri corpi come ad esempio delle strisce di metallo o delle sezioni di sfere concentriche elettrizzati potremo vedere la direzione e il verso che prenderanno in questi casi le linee di forza.
CONCLUSIONE
Abbiamo dimostrato dunque che esistono le linee di forza e che ogni punto di esse ne indica direzione e verso.
PROPOSTE E CONSIGLI
Nessuno

SETTIMO ESPERIMENTO
Determinazione dell’influenza di una carica elettrica esternamente e internamente tramite il Pozzo di Faraday
OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO
Dimostrare come il Pozzo di Faraday sia isolante al suo interno.
MATERIALE UTILIZZATO
• Pozzo di Faraday
• Macchina di Van der Graff
• Tre sferette di polistirolo appese al Pozzo tramite due fili di cotone (materiale altamente isolante e umidificante), due all’esterno e una all’interno.
PROCEDIMENTO
Il pozzo di Faraday è un qualunque sistema costituito da un contenitore in materiale elettricamente conduttore (o conduttore cavo) in grado di isolare l'ambiente interno da un qualunque campo elettrostatico presente al suo esterno, per quanto intenso questo possa essere.
Il pozzo può essere costituito, oltre che da una rete di barre opportunamente distanziate, anche da un foglio metallico continuo. Posizionando il Pozzo vicino alla Macchina di Van der Graff e azionando quest’ultima, pur avendo generato un campo magnetico tale da arrivare all’Elettroscopio di Wulf, vedremo che delle tre palline di polistirolo appese alla gabbia si muovono solamente quelle esterne, mentre la sferetta interna resta immobile poiché all’interno del pozzo non avviene alcun movimento elettrostatico, e quindi il campo magnetico non generato dalla Macchina di Van der Graff non vi ci agisce.
CONCLUSIONE
Abbiamo dimostrato come il Pozzo di Faraday sia un perfetto isolante, scaricando a terra tramite il metallo tutte le cariche elettriche del campo magnetico prodotto dalla Macchina di Van der Graff e non permettendo al suo interno alcun movimento elettrostatico, ma solo al suo esterno.
PROPOSTE E CONSIGLI
Nessuno
*****
CONCLUSIONE DELL’ESPERIENZA
Tutti gli obiettivi sono stati raggiunti con successo. Le principali proprietà dell’elettrostatica sono state dimostrate con esito positivo nei vari esperimenti effettuati durante l’esperienza di laboratorio.
TEMPO IMPIEGATO PER LA DIMOSTRAZIONE IN LABORATORIO : 1 ora.