Većina tijela oko nas nisu naelektrisana zato što imaju jednak broj pozitivnih i negativnih naelektrisanja, odnosno protona i elektrona, koji se međusobno neutrališu. ¹ To znači da je ukupno naelektrisanje tih tijela nula ili vrlo blizu nule. Naelektrisanje se javlja kada se neki elektroni odvoje od svojih atoma i prenesu na drugo tijelo, stvarajući višak ili manjak elektrona. ² To se može desiti na različite načine, kao što su trenje, dodir, indukcija ili hemijske reakcije. ³ Međutim, naelektrisana tijela obično ne zadržavaju svoje naelektrisanje dugo, jer se elektroni mogu vratiti na svoje mjesto pod uticajem elektromagnetnih sila ili provodljivosti materijala. ² Zato je većina tijela u prirodi neutralna ili blizu neutralnosti.
Na pitanje šta prvo da uradimo kad počne da grmi, dr Vojinović sa Instituta za fiziku kaže da moramo da uradimo dve osnovne stvari – da procenimo koliko daleko udaraju munje i da se prema tome sklonimo.
– Dve stvari su osnovne, prva je da procenimo koliko je grmljavina daleko. Ako je dovoljno blizu je skloniti se u zatvoren prostor, u auto, zgradu, kuću… Procenićete na osnovu razlike između vremena koje protekne otkad vidimo bljesak, i kada čujemo zvuk grmljavine. Brojimo sekunde od bljeska, i ako prođe više od tri, četiri sekunde, onda je grmljavina daleko. Ako je proteklo manje, onda je blizu.
On je dodao da u slučaju da nismo sigurni koliko je daleko udarila munja ili je ne vidimo uđemo u zatvoren prostor.
– Može i to da se desi i onda teško može da se proceni rastojanje, moramo da je vidimo. Ako se plašimo najbolje je ući u zatvoren prostor”, rekao je dr Vojinović.
“Svi metalni predmeti privlače grom”
Na pitanje da li je istinita priča da čučanje smanjuje šanse za udar groma i da li se moramo otarasiti nekih predmeta, Vojinović kaže da je čučanje “urbana legenda”.
Čučanje je jedna urbana legenda, ne pravi neku razliku da li ste čučnuli ili i dalje stojite, ležite… Svi metalni predmeti potencijalno privlače grom, da kažemo, električno pražnjenje iz atmosfere i bilo kakav metalni predmet indukuje naelektrisanje suprotnog pola i time ga privlači. Tako da je pametno otarasiti se metalnih predmeta koje imamo kod sebe, a u to spada i mobilni telefon.
On je i objasnio da boja munje zavisi od toga do koje temperature se usijao vazduh. Najtoplije su svetloplave, karakteristične nijanse, ali svaki grom je podjednako smrtonosan ako je dovoljno blizu.
– Do tragičnih ishoda retko dovodi direktan pogodak u osobu, grom udari blizu. I kada udari u zemlju, u bilo koji predmet, okolina mesta udara se naelektriše. Ljudi beže, potrče a elektricitet želi da ide najkraćim putem, kroz najbolji provodnik. I onda kroz naelektrisano tlo, kroz noge, doživimo strujni udar. Ako stojimo na jednom mestu, to se neće dogoditi.
Neki od komentara su bili:
1. sto se udara struje tice, tu se racuna napon koraka, napon koji se javlja izmedju dve noge. ako se trci, najbolje je trcati tako da zemlju dodiruje samo jedna noga u svakom trenutku
2. Prilikom udara groma oslobađa se visoka temperatura. Vlaga u vazduhu se toliko zagreva da se momentalno pretvara u vodenu paru i ekspandira u vidu eksplozije (grmljavine). Eksplozija tom prilikom stvara pritisak koji kida unutrašnje organe životinja i ljudi koji se nađu u blizini.
3. Ne privlače samo metalni predmeti grom, već uglavnom visoki i šiljati, znači, bacite kišobran, a ne mobilni. I pravi razliku ako čučnete, onda ste niži i manja je vjerovatnoća da će vas pogoditi grom. I grom ubija direktnim udarom, jer može postojati više paralelnih grana groma.
Električni sistem automobila je zatvoreno kolo sa nezavisnim izvoraom napajanja baterijom. Radi na malom dijelu snage domaćinskog kola.
Tipičan električni sistem Pored glavnih kola za punjenje, startovanje i paljenje, postoje i drugi krugovi koji uključuju električna svjetla, elektromotore, senzore i mjerače električnih instrumenata, grejne elemente, magnetske brave, radio i tako dalje.
Svi krugovi se otvaraju i zatvaraju prekidačima ili relejima – daljinski prekidači kojima upravlja elektromagnet.
Struja protiče duž jednog kabla od baterije do komponente koja se napaja i nazad do baterije preko metalnog kućišta automobila. Tijelo je priključeno na uzemljebje baterije debelim kablom.
Sistem povratka Zemlje U negativnom (-) sistemu povratka uzemljenja struja protiče iz pozitivnog (+) terminala na komponentu koja se koristi. Komponenta je uzemljena za kućište automobila, koji je uzemljen na negativan (-) priključak baterije.
Ova vrsta kola se zove sistem za povratak u zemlju, za koji se tvrdi da je svaki dio koji je spojen na tijlo vozila uzemljen.
Snaga struje mejri se u amperima; pritisak koji ga pokreće oko kola se naziva napon (volti). Savremeni automobili imaju bateriju od 12 volti. Kapacitet se mjeri u amperima / satima. Akumulator od 56 amp / sat bi trebao biti u stanju da isporuči struju od 1 amp za 56 sati ili 2 ampera u trajanju od 28 sati.
Ako napon baterija pada, manje tokovi struje, a na kraju nije dovoljno da komponente funkcionišu.
Struja, napon i otpornost Obim u kome se žica odupire toku struje naziva se otpor, a mjeri se u ohmima.
Tanke žice su lošiji provodnici od debekih, jer ima manje prostora za putovanje elektrona.
Energija potrebna za protok struje kroz otpor se pretvara u toplotu. Ovo može biti korisno, na primjer u vrlo tankom žljeblju sijalice, koja sija jer je zagrijana.
Međutim, komponenta sa visokom potrošnjom struje ne smije se povezati pomoću žica koje su suviše tanke, ili će se žice pregrijati, uništiti osigurač ili zapaliti.
Sve električne mjerne jedinice su međusobno povezane: napon od 1 volta uzrokuje struju od 1 ampera da protiče kroz otpor od 1 oma. Volti podjeljeni sa ohmima jednakim amperima. Na primjer, sijalica s otpornošću od 3 oma, u sistemu od 12 volti, troši 4 ampera.
To znači da se mora povezati pomoću žica dovoljno debljine da udobno nosi 4 ampera.
Često se potrošnja energije komponenti navodi u vatima, što se može naći množenjem ampera i voltova. Svjetiljka u ovom primjeru troši 48 vata.
Pozitivni i negativni polaritet Struja izlazi iz baterije samo u jednom pravcu, a neke komponente rade samo ako je protok kroz njih u pravom smjeru.
Ovo prihvatanje jednosmernog protoka se zove polaritet. Na većini automobila terminal negativan () je uzemljen i pozitivan (+) jedan napaja električni sistem.
Ovo se naziva sistem negativnog uzemljenja, a pri kupovini električnog pribora radio, na primjer, proverite da li je to tip koji odgovara sistemu vašeg automobila. Uređaj radio sa pogrešnim polaritetom će oštetiti set, ali većina auto-uređaja ima spoljni prekidač za podešavanje polariteta prema željenom automobilu. Prije instalacije pređite na ispravno podešavanje.
Kratke spojnice i osigurači Ako se koristi žica pogrešne veličine ili ako žica postane slomljena ili isključena, to može dovesti do slučajnog kratkog spoja koji zaobilazi otpor komponente. Struja u žici može postati opasno visoka i taložiti žicu ili izazvati požar.
Kutija sa osiguračima se često nalazi u grupi komponenti, kao što je ilustrovano ovdje. Kutija se prikazuje sa poklopcem.
Za zaštitu od ovoga, pomoćna kola imaju osigurače.
Najčešći tip osigurača je kratka tanka žica zatvorena u toplotno kućište često staklo.
Veličina žice osigurača je najtanja koja može prenijeti normalni strujni krug bez pregrijavanja i ocjenjuje se u amperima.
Nagli talas visoke struje u kratkom spoju čini taložnom provodnicom talasa, ili “udari”, razbijajući krug.
Kada se to dogodi, pogledajte da li postoji kratak spoj ili prekid veze, a zatim instalirajte novi osigurač ispravne jačine struje
Postoji mnogo osigurača, od kojih svaka štiti malu grupu komponenti, tako da jedan osvetljeni osigurač ne isključuje cijeli sistem. Mnogi osigurači su grupisani u kutiji sa osiguračima, ali u ožičenju mogu biti i osigurači.
Serijska i paralelna kola
Kolo obično uključuje više od jedne komponente, kao što su sijalice u krugovima osvjetljenja. Važno je da li su povezani u nizu jedan za drugim ili paralelno jedan pored drugog.
Na primjer, sijalica za farove je dizajnirana tako da ima određeni stepen otpornosti tako da potroši određenu struju kako bi normalno sijala.
Ali u kolu ima najmanje dva fara. Ako su bili povezani u nizu, električna struja bi morala proći kroz jedan far kako bi stigla do drugog.
Struja bi se dva puta susrela sa otporom, a dvostruki otpor bi prepolovio struju, tako da sijalice sjajno svijetle.
Povezivanje sijalica paralelno znači da struja prolazi kroz svaku sijalicu samo jednom.
Neke komponente moraju biti povezane serijski. Na primjer, pošiljalac u rezervoaru za gorivo varira otpor prema količini goriva u rezervoaru i “šalje” malu električnu struju na mjerač goriva.
Dve komponente su spojene serijski tako da različiti otpor pošiljaoca utiče na položaj igle na mjeraču.
Sporedni krugovi
Motor startera ima svoj vlastiti teški kabl, direktno iz baterije. Kolo za paljenje isporučuje impuls visoke napetosti na svjećice; a sistem punjenja uključuje generator koji puni bateriju. Svi ostali sklopovi se nazivaju pomoćnim (supsidijarnim) krugovima.
Većina je povezana preko prekidača paljenja tako da funkcionišu samo kada je uključen kontakt.
Ovo vam sprečava slučajno ostavljanje nečeg uključenog što bi moglo dovesti do toga da se baterija istroši.
Međutim, bočna i zadnja svejtla, koje ćete možda morati da upalite, kada je parkiran, uvijek su ožičeni nezavisno od prekidača paljenja.
Prilikom ugradnje dodatne opreme, kao što je grijač zadnjeg stakla koji troši tešku struju, uvijek ga provučite kroz prekidač paljenja.
Neke pomoćne komponente mogu da se koriste bez uključivanja kontakta uključivanjem prekidača u “pomoćni” položaj. Radio je obično povezan preko ovog prekidača, tako da može raditi sa ugašenim motorom.
Žice i štampani krugovi
Povezivanje instrumenta sa ovim štampanim kolima ostvaruje se stiskanjem integralnih adaptera na svakom kraju.
Žice i kablovi su klasifikovani prema maksimalnoj jačini koju mogu bezbjedno odnijeti.
Kompletna mreža žica prolazi kroz automobil. Da bi se izbjegla konfuzija, svaka žica je označena bojama (ali samo unutar automobila: ne postoji nacionalni ili međunarodni sistem kodiranja boja).
Većina priručnika za automobil i servisnih priručnika uključuje dijagram ožičavanja koji je teško pratiti.
Kodiranje boje, međutim, je koristan vodič za praćenje ožičenja.
Tamo gde žice postavljaju jednu pored druge, oni su vezani zajedno u snopu, u plastičnoj ili tkanoj plašti, kako bi ih držali uredno teže da se pomješaju.
Ovaj snop provodnika prolazi kroz dužinu automobila, uz pojedinačne žice ili male grupe žica koje se pojavljuju tamo gdje je to neophodno i naziva se užičani snop.
Savremenim automobilima često je potrebna prostorija za mnoge žice u zatvorenim prostorima. Neki proizvođači sada koriste štampana kola umjesto snopova žica, naročito …
Bakarne trake odštampane su u trakama fleksibilne plastike, koje zamjenjuju cijeli sistem ožičenja.
Tvrdnja da su mobilni telefoni rizik kada se koriste u oluji nije istinita.
Netko tko je vani povećava rizik od udarca ako je na visokom terenu, na otvorenom prostoru, u blizini vode ili u blizini velikih metalnih struktura ili stabala. Ti čimbenici važniji su za sigurnost od munje od korištenja mobilnog telefona.
Iako neki ljudi nagađaju da mobilni telefoni predstavljaju rizik kada se koriste na otvorenom jer se munja privlači metalima, mobilni telefoni uglavnom sadrže beznačajne količine metala.
Mobilni telefoni su uređaji s niskom snagom i nemaju nikakvih karakteristika koje bi privukle munje.
Nakon medunarodnog interesa u svijetu za 2006. godinu (BBC News i British Medical Journal), američka Nacionalna uprava za ocean i atmosferu (NOAA) objavila je da munja ne privlače ljudi koji nose mobilne telefone.
“Mobilni telefoni, mali metalni predmeti, nakit itd. ne privlače munje. Munja ima tendenciju da pogađa više objekte”, rekao je John Jensenius, stručnjak za svjetlosnu signalizaciju NOAA National Weather Service. “Ljudi su pogođeni jer su na pogrešnom mjestu u krivo vrijeme. Pogrešno mjesto je vani. Pogrešno vrijeme je kad ste u blizini grmljavine. ”
Zabrinutost da mobilni telefoni privlače munje prvi put se javila prije nekoliko godina u internetskoj prijevari i sada je priznat urbani mit. Medicinska struka svjesna je pogrešne informacije o ovoj temi, kao što je istaknula dr. Mary Ann Cooper – izvanredni profesor, odjeljenja za hitnu medicinu i biotehnološki rad, Univerzitet Illinois u Chicagu, u svom radu o činjenicama o ozljedama munje:
” Puno je pogrešno citiranih ili pogrešno protumačenih informacija koje se zatim nastavljaju širiti bez daljnje istrage.”
Vrste ozbiljnih ozljeda također su dobro poznate i dr. Cooper također ističe da:
“Nema opasnosti od udara munje u mobilne telefone. Iako mnoga izvješća o ozljedama munje uključuju ljude koji koriste mobilne telefone, ova izvješća predstavljaju sveprisutnost korištenja mobitela i njihovu nepažnju na vremenske uvjete i nemaju nikakve veze sa samim telefonima. ”
Dr. Cooper pojašnjava da se električna oštećenja munjama mogu pojaviti samo uz uporabu fiksnih telefona, a ne mobilnih telefona.
Naučni razvoj u oblasti električnih pojava započinje tek 1600. godine. Jedno poglavlje knjige “De magnete”, engleskog liječnika W. Gilberta posvećeno je rezultatima eksperimentalnog izučavanja pojava koje izazivaju protrljani ćilibar i niz drugih čvrstih tvari, da trenjem stiču svojstva privlačenja sitnih predmeta. Gilbert je prema grčkom nazvu za ćilibar stvorio riječ electrilcitas, iz koje je nastala riječ elektricitet, kao naziv za agens uzrok električnih pojava.
Papirne trakice privučene od strane naelektrisanog CD-a
Elektrostatika je grana fizike koja se bavi pojavama i svojstvima stacionarnih ili sporih električnih naboja bez ubrzanja.
Iz klasične fizike, poznato je da neki materijali kao što je ćilibar privlače lagane čestice nakon trljanja. Grčka riječ za ćilibar, (grč. ήλεκτρον, electron), je izvor riječi “elektricitet”. Elektrostatičke pojave proizilaze iz sila kojim električni naboji međudjeluju jedni sa drugima. Takve sile su opisane Coulombovim zakonom. Iako se elektrostatički indukovane sile čine prlično slabim, elektrostatička sila između npr. jednog elektrona i protona, koji zajedno čine atom vodika, je oko 36 redova veličine jača od gravitacione sile koja djeluje među njima.
Postoje mnogi primjeri elektrostatičkih pojava, od onih jednostavnih kao što je privlačenje plastične folije i vaše ruke kada je izvadite iz kutije, privlačenje papira i naelektrisanih objekata, pa do naizgled spontane eksplozije silosa, oštećenje elektronskih komponenti tokom procesa proizvodnje, kao i rad fotokopir aparata. Elektrostatika uključuje i nagomilavanje naboja na površi predmeta kao posljedica kontakta sa drugim površima. Iako se razmjena naelektrisanja dešava kad god su bilo koje dvije površine u kontaktu ili odvojene, efekti razmjene naelektrisanja obično su primjetni kada barem jedna od površi ima visok otpor električnom protoku. To je zato što naboji koji prenose u ili iz veoma otporne površine su više ili manje zarobljeni tamo dovoljno dugo vremena da bi se njihovo dejstvo moglo promatrati. Ovi naboji tada ostaju na objektu dok oni ili nestanu u tlo ili su brzo neutralizovani od strane pražnjenja: npr., poznata pojava statičkog ‘šoka’ je uzrokovana neutralizacijom naelektrisanja nagomilanih u tijelu iz kontakta sa izoliranim površinama.
Dio nauke o elektricitetu koji proučava djelovanje sila između naelektrisanja u mirovanju i uvjete ravnoteže pod djelovanjem tih sila naziva se elektrostatika.
Elektrostatičke pojave
Ako se loptici od zovine srži obješenoj o tanak konac približi stakleni štap koji se prethodno protrlja amalgamiranom kožom on će je privući i odmah poslije dodira odbiti. Odbijanje loptice pokazuje da štap trajno djeluje na lopticu nekom silom koja je posljedica trenja štapa amalgamiziranom kožom. Ista pojava će se desiti kod raznih drugih materijala za koje možemo da kažemo da su se naelektrisali ako pokazuju ovu pojavu.
Naelektrisano tijelo posjeduje svojstvo privlačenja drugih tijela i odbijanja poslije dodira.
Ako se naelektrisanoj loptici poslije dodira sa naelektrisanim štapom približi druga naelektrisana loptica B od zovine srži koja je također obješena o svileni konac možemo uočiti da se loptice najprije približavaju (sve dok se ne dodirnu), a zatim se islijed međusobnog odbijanja razdvoje.
Slika 1.2. Naleketrisanje tijela (kuglica) dodirom
Na osnovu navedenih primjera možemo izvesti zaključak:
“Tijela se mogu naelektrisati trenjem (kao stakleni štap) ili dodirom (kao loptica).
2 tipa električnog naboja
Du Fay je 1773. godine eksperimentalno utvrdio da se trenjem dobijaju dva tipa naelektrisanja:
pozitivni kojim se naelektrizira staklo poslije trenja amalgamiziranom kožom
negativni kojim se naelektrizira ebonit poslije trenja vunenom tkaninom.
Staklo će se naelektrizirati negativno trenjem vunenom tkaninom ili krznom, a ebonit se hartijom naelektrizira pozitivno. Ovi eksperimentalni podaci vode na zaključak:
Tip naelektriziranja tijela, stečenog trenjem, zavisi od toga čime se tijela protrljaju.
Ogledom s dvije naelektrisane kuglice obješene o svilenu nit se također može pokazati:
Tijela naelektrisana istim tipom naelektrisanja se odbijaju, a suprotnim tipom naelektrisanja se privlače.
Za određivanje vrste elektriciteta naelektrisanog tijela kao i količine njegovog elektriciteta koristi se uređaj koji se naziva elektroskop, a ako taj uređaj ima neku mjernu skalu onda ga nazivamo elektrometar.
Slika 1.3. Elektroskop lijevo i elektrometar desno
U neutralnom stanju tijela sadrže jednake količine pozitivnog i negativnog naelektrisanja.
Elektricitet i atomska struktura materije
Elektron kao naelektriziranu česticu otkrio je 1895. godine engleski fizičar Tomson (John Joseph Tompson detaljno proučavajući prirodu katodnog zračenja. Naboj elektrona otkrio je 1917. godine američki fizičar Robert Milikan. Za razliku od elektrona, proton se ne smatra česticom bez strukture. Elektron je najlakša materijalna čestica i sa najmanjom količinom elektriciteta pa se naelektrisanje elektrona naziva elementarno naelektrisanje iako je otkriveno da i kvarkovi koji čine protone i neutrone isto imaju naelektrisanje, ali su oni nestabilni samostalno, pa se za elektron i dalje uzima da je mjera naelektrisanja, elementarno naelektrisanje.
Pod djelovanjem spoljnih sila atomi mogu izgubiti ili primiti jedan ili više elektrona i tako nastaju naelektrisane čestice koje zovemo joni. Kada atom primi jedan ili više elektrona on postaje negativno naelektrisan, a u suprotnom biva pozitivno naelektrisan.
Električni naboj
S obzirom da se atom od naleketirsanih čestica sastoji od protona i neutrona makroskopski električni naboj tijela uvijek će biti cjelobrojni višekratnik naboja elektrona:
q = ne
gdje je n pozitivni ili negativni cijeli broj. Naboj je kvantiziran, pojavljuje se u diskretnim skupinama.
Makroskopski električni naboj tijela izražavamo veličinom količina naboja q. Jedinica količine naboja u SI sistemu je kulon i dobila je naziv prema francuskom fizičaru Coulombu.
Naboj elektrona je:
Izvori:
Fizika: II razred gimnazije / Ervin Girt/ Asim Džonlić, Kenan Novalija, 1996
“Ako ovo sada čitate, sigurno je da dodirujete nešto, bilo da se radi o vašem mobilnom telefonu, laptopu, stolici, stolu ili lijepoj plišnoj postelji sa egipčanskim pamučnim listovima (možemo sanjati, zar ne?). Govoreći o tom lepom plišanom, udobnom krevetu, mrzim da razbijem iluziju, ali ga zapravo ne dodirujete.
Sve što možete vidjeti, dodirnuti i “osjećati” je sastavljeno od atoma – beskonačno manjih konstitutivnih dijelova materije. Područje studija koje se odnosi na ove, koje se zovu “kvantna fizika”, daje nam puno ludih stvari koje treba razmotriti o svijetu oko nas – konkretno, nejednačene aktivnosti koje se odvijaju na atomskom nivou.
Na kraju, čini se da atomski svet nije naročito relevantan za naše svakodnevne živote. Međutim, ove informacije su ključna tačka kada se radi o našem razumevanju kako četiri sile oblikuju fizički svijet, i stoga je ključno za razumijevanje univerzuma. Na kraju krajeva, ne možete da shvatite kako velike stvari rade bez poznavanja malih stvari.
Među fenomenima imamo: kvantno zapletanje, čestice koje se pojavljuju i izostaju iz postojanja; dualnost talasa čestica, čestice koje se slučajno pomeraju; čudna stanja materije; i čak i čudna materija. Kvantna mehanika takođe nam govori da smo sastavljeni od čestica, što znači da, mikroskopski, u nama su sve vrste čudnih stvari koje ne može shvatiti ljudsko oko – stvari koje ponekad izgledaju besmislene.
ČUDNI SVET ČESTICA
Da biste razumeli zašto nikada ništa ne možete dodirivati, morate razumjeti kako elektroni funkcionišu, a pre nego što to shvatite, morate znati osnovne informacije o strukturi atoma.
Za početak, skoro sva masu koju ima atom je koncentrisana u neverovatno mali region nazvan jezgro. Oko jezgra je puno naizgled praznog prostora, izuzev regiona unutar atoma gdje se mogu naći elektroni (i protoni) koji kruže oko centralnog jezgra. Broj elektrona unutar jednog atoma zavisi od elementa koji svaki atom pretpostavlja da sadrži.
Kao i fotoni, ova funky subatomska čestica takođe pokazuje dualnost talasa, što znači da elektron ima karakteristike i čestice i talasa. S druge strane, oni imaju negativan naboj. Čestice su, po svojoj prirodi, privlačne česticama s suprotnim punjenjem, i odbacuju druge slične čestice.
Ovo sprečava da elektroni dolaze u direktan kontakt (u atomskom smislu i bukvalnom smislu). Njihovi valni paketi, s druge strane, mogu se preklapati, ali nikad se ne dodiruju.
Isto važi i za sve čovečanstvo. Kada se nalazite u stolici ili uđete u krevet, elektroni unutar tvog tela odbijaju elektrone koji čine stolicu. Vi visite iznad nje na neodređeno maloj distanci.
ZAŠTO MI MISLIMO DA DODIRUJEMO STVARI
Siguran sam da će se neki od vas pitati: “Ako odbijanje elektrona sprečava da ikad dodirujemo bilo šta, zašto mi doživljavamo dodir kao stvarnu stvar?” Odgovor se svodi na to kako naši mozgovi tumače fizički svet.
U ovom slučaju, brojni faktori su u pitanju. Nervne ćelije koje čine naše tijelo šalju signale našem mozgu koji nam govore da fizički dodirujemo nešto, kada nam senzacija dodira daju interakcije naših elektrona – tj. njihovo odbacivanje – elektromagnetnim poljem koje prožima prostor-vrijeme.
Takođe, obratite pažnju na to da različite stvari igraju ulogu u izradi kolekcija čestica u opipljive stvari. Imamo stvari kao što su hemijsko vezivanje i, naravno, četiri gore navedene primarne sile. Hemijske veze dozvoljavaju elektronima da se “zaklanjaju” na nesavršenosti unutar površine objekta, stvarajući trenje.
Za one koji su do sada istrajali:
Vidjet ćete da čisto elektrostatička odbojnost između elektrona nije jedini razlog zašto se nalazite iznad stolice. U normalnom slučaju, to je isto toliko jako kao Pauli Princip isključenja kada se radi o razdvajanju stvari. To je zapravo kombinacija ova dva efekta koja dominiraju stvarnom ponašanju. Zbog toga govorim o neverovatnoj ideji da elektroni znaju gde je svaki drugi elektron i pokušavaju da izbegnu jedni druge što je više moguće, što dovodi do eksponencijalnog smanjenja sile između elektrona, čak i bez elektromagnetskog odbijanja u igri. Sve u svemu, zar nije zapanjujuće kako se ove stvari odnose? To je fundamentalna naučna istina da stvari često nisu onakve kakve izgledaju, ili barem nisu onakve kako ih doživljavamo. To baci sve što mislimo o svemiru u novo svetlo.”, (1)
Prije par godina jedan frizer se požalio zašto postoji fizika u fizerskoj srednjoj školi, kao šta će frizeru fizika!?
Frizer mora znati fiziku iz razloga opšte pismenosti i obrazovanja, kao i samozaštite i razumjevanja svijeta koji ga okružuje.
Bez fizike, kako razumjeti munje, gromove, vrijeme i nevrijeme, struju i ostalo?
Kako razumjeti zašto Mjesec ne padne na Zemlju kad se nalazi poviš Zemlje, kako razumjeti zašto je astrologija pogrešna, zašto i kako dolazi struja do frizerskog salona, te kako i zašto koristiti gromobrane? Kako razumjeti elektricitet koji se javlja pri interakciji češlja i kose?
Šta je uzrok statičkog elektriciteta u kosi?
Kao što znamo ili bi trebalo da znamo, sve se sastoji od atoma i svaki atom ima jezgro sastavljeno od pozitivnih čestica koje se zovu protoni i od neutralnih neutrona. Oko jezgra je oblak negativno naelektrisanih elektrona. Elektrone privlače pozitivni protoni u jezgru, zbog čega se atom održava kao cijelina. Cijeli atom je neutralan, tj. nije naelektrisan.
Pošto je čovjek i sve što ga okružuje sačinjeno od atoma, ni obični svakodnevni predmeti nisu naelektrisani.
Statički elektricitet nastaje kad se predmeti privremeno naelektrišu. To znači da su njihovi atomi postali neuravnoteženi, ili sa previše, ili sa premalo elektrona. Kosa se može lako naelektrisati ako se češlja u suvoj sobi. Češalj sakuplja elektrone sa kose, pa se naelektrišu i kosa i češalj. Uzrok je trenje pri prolasku češlja kroz kosu. Trenje se javlja kad se dvije površine hvataju i povlače pri međusobnom trljanju. I plastični zupci izgledaju glatki, ali su u stvari veoma neravni – to su razbacana brdašca nagomilanih atoma. Dok se češalj kreće kroz kosu, gomilice atoma na svakoj dlaci upadaju u udubljenja na zupcima, i obrnuto. Trenje se smanjuje kad je soba vlažna, pošto tada kosa sadrži više vode, zbog čega je glađa. Trenje je takođe manje kad je kosa nauljena jer uljna prevlaka omogućava češlju da glatko klizi. Ali kad su i kosa i soba suhe, trenja ima mnogo. Elektroni se otkinu sa kose i zakače za atome češlja. Pošto je naeektrisanje elektrona negativno, i češalj se naelektriše negativno. Istovremeno, izgubivši određeni broj elektrona, jedan dio kose naelektriše se pozitivno. A pošto se suprotna naelektrisanja privlače, pozitivno naeletrisana kosa prianja uz negativno naelektrisan češalj. Ako se češalj podigne iznad glave, kosa će poletijeti za njim. Poslije svega, atomi se vraćaju u normalno stanje, sa elektronima i protonima u savršenoj ravnoteži.
Počinje se sa jačinom elektrostatičke sile (u newtonima) između dva tačkasta naboja i (u kulonima). Pogodno je označiti jedan od ovih naboja, , kao testni naboj, i nazvati izvornim nabojem. Dok se teorija razvija, dodat će se još izvornih naboja. Ako je udaljenost (u metrima) između dva naboja, onda je sila:
gdje je ε0 dielektrična konstanta vakuuma, ili dielekrična konstanta praznog prosora:
SI jedinica za ε0 je jednaka A2s4 kg−1m−3 ili C2N−1m−2 ili F m−1. Kulonova konstanta je:
Upotreba ε0 umjesto k0 u izražavanju Kulonovog zakona odnosi se na činjenicu da je sila obrnuto proporcionalna površini sfere radijusa koji je jednak udaljenosti između dva naboja.
Sila ili međudjelovanje između dva naboja u mirovanju proporcionalna je količini tih naboja, a obrnuto je proporcionalna kvadratu njihovih rastojanja.
Jedan proton ima naelektrisanje e, i elektron ima naelektrisanje −e, gdje je,
Ove fizikalne konstante (ε0, k0, e) su opisane tako da su ε0 i k0 tačno definisane, i e je izmjerena veličina.
Reference
Matthew Sadiku (2009). Elements of electromagnetics. str. 104. ISBN 9780195387759.
Počinje se sa jačinom elektrostatičke sile (u newtonima) između dva tačkasta naboja i (u kulonima). Pogodno je označiti jedan od ovih naboja, , kao testni naboj, i nazvati izvornim nabojem. Dok se teorija razvija, dodat će se još izvornih naboja. Ako je udaljenost (u metrima) između dva naboja, onda je sila:
gdje je ε0 dielektrična konstanta vakuuma, ili dielekrična konstanta praznog prosora:
SI jedinica za ε0 je jednaka A2s4 kg−1m−3 ili C2N−1m−2 ili F m−1. Kulonova konstanta je:
Upotreba ε0 umjesto k0 u izražavanju Kulonovog zakona odnosi se na činjenicu da je sila obrnuto proporcionalna površini sfere radijusa koji je jednak udaljenosti između dva naboja.
Sila ili međudjelovanje između dva naboja u mirovanju proporcionalna je količini tih naboja, a obrnuto je proporcionalna kvadratu njihovih rastojanja.
Jedan proton ima naelektrisanje e, i elektron ima naelektrisanje −e, gdje je,
Ove fizikalne konstante (ε0, k0, e) su opisane tako da su ε0 i k0 tačno definisane, i e je izmjerena veličina.
Reference
Matthew Sadiku (2009). Elements of electromagnetics. str. 104. ISBN 9780195387759.
Prije par godina jedan frizer se požalio zašto postoji fizika u fizerskoj srednjoj školi, kao šta će frizeru fizika!?
Frizer mora znati fiziku iz razloga opšte pismenosti i obrazovanja, kao i samozaštite i razumjevanja svijeta koji ga okružuje.
Bez fizike, kako razumjeti munje, gromove, vrijeme i nevrijeme, struju i ostalo?
Kako razumjeti zašto Mjesec ne padne na Zemlju kad se nalazi poviš Zemlje, kako razumjeti zašto je astrologija pogrešna, zašto i kako dolazi struja do frizerskog salona, te kako i zašto koristiti gromobrane? Kako razumjeti elektricitet koji se javlja pri interakciji češlja i kose?
Šta je uzrok statičkog elektriciteta u kosi?
Kao što znamo ili bi trebalo da znamo, sve se sastoji od atoma i svaki atom ima jezgro sastavljeno od pozitivnih čestica koje se zovu protoni i od neutralnih neutrona. Oko jezgra je oblak negativno naelektrisanih elektrona. Elektrone privlače pozitivni protoni u jezgru, zbog čega se atom održava kao cijelina. Cijeli atom je neutralan, tj. nije naelektrisan.
Pošto je čovjek i sve što ga okružuje sačinjeno od atoma, ni obični svakodnevni predmeti nisu naelektrisani.
Statički elektricitet nastaje kad se predmeti privremeno naelektrišu. To znači da su njihovi atomi postali neuravnoteženi, ili sa previše, ili sa premalo elektrona. Kosa se može lako naelektrisati ako se češlja u suvoj sobi. Češalj sakuplja elektrone sa kose, pa se naelektrišu i kosa i češalj. Uzrok je trenje pri prolasku češlja kroz kosu. Trenje se javlja kad se dvije površine hvataju i povlače pri međusobnom trljanju. I plastični zupci izgledaju glatki, ali su u stvari veoma neravni – to su razbacana brdašca nagomilanih atoma. Dok se češalj kreće kroz kosu, gomilice atoma na svakoj dlaci upadaju u udubljenja na zupcima, i obrnuto. Trenje se smanjuje kad je soba vlažna, pošto tada kosa sadrži više vode, zbog čega je glađa. Trenje je takođe manje kad je kosa nauljena jer uljna prevlaka omogućava češlju da glatko klizi. Ali kad su i kosa i soba suhe, trenja ima mnogo. Elektroni se otkinu sa kose i zakače za atome češlja. Pošto je naeektrisanje elektrona negativno, i češalj se naelektriše negativno. Istovremeno, izgubivši određeni broj elektrona, jedan dio kose naelektriše se pozitivno. A pošto se suprotna naelektrisanja privlače, pozitivno naeletrisana kosa prianja uz negativno naelektrisan češalj. Ako se češalj podigne iznad glave, kosa će poletijeti za njim. Poslije svega, atomi se vraćaju u normalno stanje, sa elektronima i protonima u savršenoj ravnoteži.
