Comment courber l'eau avec de l'électricité statique?
Si le peigne (ou la cuillère ou le ballon) a ramassé suffisamment de charge, l'eau se pliera vers le peigne en tombant.
L'électricité statique fait plus que vous choquer lorsque vous allez ouvrir une porte ou attirer la poussière sur vos meubles et vos vêtements. Il peut en fait plier un jet d'eau. C'est une bonne démonstration scientifique pour les enfants car elle montre comment un objet chargé électriquement attire certaines choses avec une charge neutre.
Partie 1 sur 2: plier l'eau
- 1Passez un peigne en nylon dans les cheveux secs. Prenez un peigne en nylon (plastique) sec et passez-le dans vos cheveux environ 10 fois. Vos cheveux doivent également être secs. Lorsque le peigne se déplace dans vos cheveux, il capte des électrons, de minuscules particules chargées électriquement.
- Si vous n'avez pas de peigne, trouvez plutôt une cuillère en plastique ou un ballon gonflé. Frottez rapidement l'objet contre vos cheveux, un morceau de fourrure, de laine ou un tapis. Le frottement du frottement des 2 matériaux ensemble fait tomber les électrons d'un objet sur l'autre.
- Les cheveux propres conduisent plus d'électricité que les cheveux sales (gras).
- 2Ouvrez votre robinet. Ne laissez couler qu'un très mince filet d'eau. Il doit s'agir d'un cours d'eau fluide, pas d'un cours qui se brise. Le jet d'eau doit être d' environ 1/8 de pouce (0,32 cm) de large.
Essayez à nouveau l'expérience en utilisant de l'eau salée au lieu d'eau douce et voyez s'il y a un changement. - 3Placez le peigne juste à côté du jet d'eau sans le toucher. Si le peigne (ou la cuillère ou le ballon) a ramassé suffisamment de charge, l'eau se pliera vers le peigne en tombant.
- 4Comprenez comment cela fonctionne. Les charges électriques sont de 2 types, positives et négatives. Les électrons qui se sont retrouvés sur votre peigne ont une charge négative, tandis que les molécules d'eau ont une charge positive d'un côté et une charge négative de l'autre. Les charges positives et négatives se rapprochent, donc lorsque le peigne est suffisamment proche, le côté positif des molécules d'eau est tiré dans cette direction.
- Lorsque le peigne chargé négativement s'approche de l'eau, il repousse les électrons, de sorte que le côté de l'eau le plus proche du peigne a alors une charge positive. L'attraction entre cette charge positive et le peigne chargé négativement se traduit par une force nette sur l'eau, courbant le jet.
Partie 2 sur 2: effectuer des expériences supplémentaires
- 1Expérimentez avec différentes variables. Pliez l'eau à nouveau, mais changez les variables, une à la fois. Vous pouvez modifier la température de l'eau, la taille du peigne, le matériau du peigne et la quantité d'eau sortant du robinet. Voyez comment différentes variables affectent le résultat de l'expérience. Pouvez-vous expliquer pourquoi?
- La température de l'eau affecte-t-elle la façon dont elle se plie?
- Un objet plus gros fait-il plier davantage l'eau?
- Le matériau dont est fait l'objet affecte-t-il sa capacité à plier l'eau?
- Comment la force du débit du cours d'eau affecte-t-elle sa courbure?
Le document est enregistré, puis une feuille de papier est «imprimée» avec de l'électricité statique en utilisant ce modèle. - 2Jouez avec l'électricité statique d'autres manières. Essayez de frotter un ballon gonflé contre vos cheveux aussi vite que possible. Placez doucement le ballon contre un mur nu et lâchez-le. Si le ballon a pris suffisamment de charge, il restera contre le mur sans tomber.
- Cela fonctionne parce que le ballon ne pèse presque rien, donc la gravité l'affecte à peine. L'attraction électrique entre le ballon et le mur est suffisamment forte pour résister à l'attraction du monde entier!
- Vous pouvez également déchirer de petits morceaux de papier et les ramasser avec le ballon.
- 3En savoir plus sur la mise à la terre. En essayant cette expérience, vous avez peut-être posé le peigne, puis découvert qu'il ne peut plus plier l'eau après l'avoir repris. Certains objets (en particulier ceux en métal) peuvent aspirer tous les électrons supplémentaires au toucher, de sorte que votre peigne perd sa charge. C'est ce qu'on appelle la "mise à la terre". Les scientifiques et les ingénieurs utilisent exprès la mise à la terre pour se protéger des chocs électriques. Vous pouvez également:
- Attendez un jour sec, quand il n'a pas plu depuis un moment. L'électricité statique s'accumule beaucoup plus rapidement lorsqu'il n'y a presque pas d'eau dans l'air.
- Trouvez un objet qui vous donne souvent un choc. Il peut s'agir d'une voiture après y avoir été assis pendant longtemps, d'une poignée de porte en métal ou d'un toboggan de terrain de jeu.
- Avant de toucher l'objet, enfoncez-le avec un objet métallique comme une pièce de monnaie, une clé ou un poteau en métal (ou, avant de sortir de la voiture, enfoncez le cadre en métal). Les électrons s'écouleront rapidement dans le métal que vous tenez, puis en vous de manière inoffensive. Vous pouvez maintenant toucher l'objet sans être choqué.
- Parfois, si beaucoup d'électrons se sont accumulés, vous pouvez voir une étincelle lorsqu'ils sautent dans la chose que vous tenez.
- L'électricité statique est utilisée dans les photocopieurs. Le document est enregistré, puis une feuille de papier est «imprimée» avec de l'électricité statique en utilisant ce modèle. Lorsque du toner est pulvérisé sur le papier, il ne colle que sur les zones avec une charge négative.
L'eau contient des charges positives et négatives, mais celles-ci ne sont pas toutes au même endroit, elles sont réparties sur tout le cours d'eau. - Cela ne fonctionnera que dans des conditions sèches. Essayez de le faire un jour où le taux d'humidité est faible et ne le faites pas juste après que quelqu'un a pris une douche. Lorsqu'il fait humide, tout se couche dans une fine pellicule d'eau, ce qui rend le transfert d'électrons plus difficile. Les molécules d'eau dans ce film (ainsi que dans l'air) capturent des électrons qui, autrement, iraient à l'objet que vous chargez.
- Un peigne ou un ballon en plastique
- Un robinet d'eau [assurez-vous que le jet d'eau mesure 1 ⁄ 8 pouces (0,32 cm) de large]
- Un pull
Questions et réponses
- Pourquoi un peigne en plastique fonctionne-t-il mieux qu'un peigne en métal pour «plier» l'eau?Cela a à voir avec le nombre d'électrons dans les couches de valence des matériaux. Le plastique en a trop peu; les métaux en ont trop.
- Pourquoi l'eau se plie-t-elle à cause de l'énergie statique?L'eau contient des charges positives et négatives, mais celles-ci ne sont pas toutes au même endroit, elles sont réparties sur tout le cours d'eau. Ainsi, lorsque vous déplacez un objet chargé vers l'eau, l'objet attirera les particules d'une charge et repoussera les particules de l'autre charge.
- La salinité de l'eau a-t-elle un effet sur la façon dont elle se plie?c'est une excellente question. Essayez à nouveau l'expérience en utilisant de l'eau salée au lieu d'eau douce et voyez s'il y a un changement.
- Un stylo en plastique chargé aura-t-il un effet sur un petit filet d'eau?Non, comme l'eau est neutre, elle n'atteint aucune charge même si une particule chargée ou une substance est amenée à proximité.
- Comment charger un objet?Vous pouvez charger un objet en le frottant contre n'importe quel morceau de tissu, car il induit une charge en lui, ou vous pouvez charger une substance en lui faisant passer de l'électricité.
Les commentaires (2)
- Cela m'a aidé pour mes examens.
- Cette expérience particulière m'a prouvé que des électrons peuvent être trouvés dans le corps humain. L'électricité statique a également diverses formes de positionnements.
