Wymyśl doświadczenie: masz do dyspozycji dwie metalowe kulki, nić , poziomy pręt ze statywem, linijk.... Question from @dluga36

September 2018 1 19 Report

Wymyśl doświadczenie: masz do dyspozycji dwie metalowe kulki, nić , poziomy pręt ze statywem, linijkę, naczynie z cieczą dielektryczną o znanej gęstości, maszynę elektrostatyczną. Opisz doświadczenie WYZNACZ PRZENIKALNOŚĆ ELEKTRYCZNĄ CIECZY.

barbas104

Obie nici przycinamy na tę samą długość, przymocowujemy do pręta oraz zamocowujemy na nich kulki, tak by zwisając były dokładnie na tych samych wysokościach. Obie kulkkki ładujemy przy pomocy maszyny. Mierzymy odległość na jaką kulki się odchylają od siebie, zanurzamy w cieczy i mierzymy ponownie.

Używane oznaczenia

$r$ -odległość między kulkami w powietrzu

$r_p$ - odległość między kulkami w płynie

$H$ - odległość między kulkami a prętem w powietrzu

$H_p$ - odległość między kulkami a prętem w płynie

$F_e_l$ -siła elektryczna w powietrzu

$F_e_l\ _p$ -siła elektryczna w płynie

$Q$ -ciężar kulek

W przenikalność dielektryczna powietrza jest prawie równa jeden, dla założeń doświadczenia niech będzie równa dokładnie jeden

siła elektryczna działająca pomiędzy obiema kulkami to

a $F_e_l=\frac{k}{\epsilon_r}\ \frac{q_1q_2}{r^2}$

jeśli się przyjrzeć to z trójkątów podobnych, mamy,

oraz w cieczy

$\frac{r_p/2}{H_p}=\frac{F_e_l\ _p}{Q}$

Jak zobaczy się w doświadczeniu wysokośći $H$ oraz $H_p$ są praktycznie takie same, wiec przyjmujemy że są takie same, z obu równań wyciągająć cięzar i przyrównując otrzymujemy

$\frac{F_e_l\ _p*H_p}{r_p}=\frac{F_e_l*H}{r}\\ F_e_l\ _p=F_e_l\frac{r_p}{r}\\$

podstawiajac

$F_e_l=\frac{k}{\epsilon_r}\ \frac{q_1q_2}{r^2}\\ \frac{k}{\epsilon_r}\ \frac{q_1q_2}{r_p^2}={k} \frac{q_1q_2}{r^2}\frac{r_p}{r}\\ \epsilon_r=\frac{r^3}{r_p^3}$