Natura elettrica della materia: elettrizzazione

Strofiniamo un palloncino contro una maglietta e, avvicinandolo a dei pezzetti di carta, questi saltano e si attaccano al palloncino, come mostra la figura.

Come si chiama questo modo di caricare un oggetto strofinandolo? Spiega con parole tue che cosa è successo al palloncino.

In inverno, togliendosi il cappello di lana, i capelli di Vera si rizzano e alcuni restano attaccati al cappello. Perché i capelli si rizzano e perché si allontanano gli uni dagli altri? Spiegalo con ciò che sai sulle cariche.

Scendendo da uno scivolo di plastica, il corpo sfrega contro la superficie. Arrivati in fondo, toccando la ringhiera metallica, a volte sentiamo una piccola scossa. Spiega passo passo, da quando iniziamo a scendere, come si produce quella scossa.

Quanti tipi di carica elettrica esistono e come si chiamano? Osserva le due coppie di cariche della figura:

Spiega che cosa succede quando si avvicinano due cariche dello stesso tipo e che cosa succede quando si avvicinano due cariche di tipi diversi.

Strofiniamo due palloncini con lo stesso panno di lana e li avviciniamo l'uno all'altro, come nella figura.

1. a) Si attireranno o si respingeranno?
2. b) Giustificalo pensando al tipo di carica ricevuta da ciascun palloncino.

Strofinando una bacchetta di vetro con un panno di seta e avvicinandola a un'altra bacchetta di vetro strofinata allo stesso modo, le due si respingono. Ma se avviciniamo la bacchetta di vetro strofinata a una bacchetta di plastica strofinata con la lana, si attraggono.

1. a) Che cosa concludi sulle cariche delle due bacchette di vetro?
2. b) E sulle cariche del vetro e della plastica strofinati?
3. c) Quanti tipi di carica pensi che esistano? Motiva le risposte con la regola di attrazione e repulsione.

Gli atomi hanno protoni con carica positiva, elettroni con carica negativa e neutroni senza carica. Un atomo ha $6$ protoni e $6$ elettroni, come quello della figura.

1. a) Qual è la sua carica totale?
2. b) Di che tipo sarà la carica dell'atomo se perde un elettrone?

Strofinando un palloncino contro i capelli, una parte della carica passa dai capelli al palloncino, e il palloncino resta con carica negativa.

1. a) Che tipo di carica resta allora sui capelli?
2. b) Spiega perché, allontanando lentamente il palloncino, alcuni capelli si sollevano dietro di esso.

Lucia strofina un palloncino con un panno di lana e verifica che attira dei pezzetti di carta.

1. a) Spiega che cosa è successo alle cariche del palloncino e del panno strofinandoli.
2. b) Perché ora il palloncino attira i pezzetti di carta?
3. c) Se strofina un secondo palloncino con lo stesso panno e avvicina i due palloncini, che cosa accadrà? Giustificalo.

Andrea dice: «Strofinando un palloncino si crea carica nuova che prima non esisteva». Bruno risponde: «Non si crea: la carica passa da un corpo all'altro, per questo il palloncino e il panno finiscono con cariche diverse».

1. a) Chi ha ragione?
2. b) Argomenta la tua risposta pensando a quello che succede ai due oggetti che si strofinano.

Marco avvicina una bacchetta di plastica strofinata a una pallina di sughero appesa a un filo, come nella figura.

La pallina si avvicina alla bacchetta e la tocca; subito dopo viene scagliata all'indietro. Spiega perché la pallina prima si avvicina e poi si allontana.

Appendiamo a un filo una pallina di polistirolo. Prima avviciniamo un dito e non succede nulla; poi avviciniamo un righello di plastica appena strofinato con un panno e la pallina si muove verso il righello.

1. a) Perché con il dito non succede nulla?
2. b) Perché con il righello strofinato invece si muove?

Sara strofina un palloncino contro il tappeto e lo attacca al soffitto, dove rimane per un bel po'.

1. a) Com'è diventato il palloncino dopo lo strofinio?
2. b) Dopo alcune ore il palloncino cade. Che cosa pensi sia successo alla sua carica?

Indica quali di questi oggetti lasciano passare bene la corrente elettrica (conduttori) e quali no (isolanti): una chiave di ferro, un righello di plastica, una moneta, una gomma da cancellare, un cucchiaio d'acciaio e uno stuzzicadenti di legno.

Completa la frase con le parole mancanti: «La corrente elettrica è il movimento delle $\dots$ elettriche attraverso un $\dots$, come il rame dei cavi». Spiega poi la frase con parole tue.

L'interno dei cavi è di rame e la guaina esterna è di plastica, come si vede nella sezione della figura.

Perché non si fabbricano al contrario, con la plastica dentro e il rame fuori? Motiva la risposta usando le parole conduttore e isolante.

Per sapere se un materiale lascia passare la corrente, montiamo un circuito con una pila, una lampadina e due fili liberi, come nella figura.

Toccando una moneta con le due estremità dei fili, la lampadina si accende; toccando uno stuzzicadenti di legno, non si accende.

1. a) Che cosa concludi riguardo a ciascuno dei due materiali?
2. b) Come si chiamano i materiali di ciascun gruppo?

Una spina ha l'involucro di plastica dura e i poli di metallo, come nella figura.

1. a) Quale proprietà elettrica si cerca in ciascuna delle due parti?
2. b) Che cosa accadrebbe se l'involucro fosse di metallo?
3. c) E se i poli fossero di plastica? Spiega se la spina funzionerebbe.

Dopo essersi pettinato con un pettine di plastica, Adriano lo avvicina a un sottile filo d'acqua del rubinetto e l'acqua si piega verso il pettine, come nella figura.

Che cosa è successo al pettine strofinandolo con i capelli? Perché l'acqua si piega verso di esso?

All'interno di una nube temporalesca, le gocce d'acqua e i cristalli di ghiaccio sfregano gli uni contro gli altri e la nube accumula moltissima carica elettrica, come mostra la figura.

Usando queste idee, spiega che cosa ha elettrizzato la nube e perché diciamo che un fulmine è come una scintilla gigante.

Vuoi verificare se un gessetto si può elettrizzare per strofinio, come fa un palloncino.

1. a) Fai l'elenco dei materiali che useresti.
2. b) Descrivi l'esperimento passo passo.
3. c) Che cosa osserveresti se il gessetto si elettrizza? E se non si elettrizza?

I tecnici che riparano i computer usano un braccialetto collegato con un cavo a un tubo metallico, perché una piccola scossa di elettricità statica può danneggiare i componenti.

1. a) In che modo il corpo della persona può caricarsi mentre lavora (vestiti, scarpe, sedia)?
2. b) Che cosa accadrebbe a quella carica accumulata toccando un componente delicato?
3. c) Spiega che cosa fa il braccialetto con la carica e perché il cavo termina con un pezzo di metallo.

Gli esperimenti di elettrizzazione funzionano molto meglio nelle giornate secche che in quelle umide: un righello strofinato che al mattino attirava dei pezzetti di carta, in un pomeriggio di pioggia li muove appena.

1. a) Che cosa succede alla carica del righello con il passare del tempo?
2. b) Sapendo che l'acqua aiuta la carica a disperdersi dagli oggetti, spiega perché nei giorni umidi l'esperimento funziona peggio.

Al distributore di benzina, prima di fare rifornimento, si consiglia di toccare con la mano la carrozzeria metallica dell'auto.

1. a) Come può essersi caricato il corpo del conducente durante il viaggio?
2. b) Che cosa potrebbe succedere se quella carica scoccasse sotto forma di scintilla vicino ai vapori della benzina?
3. c) Perché toccare prima la carrozzeria evita il pericolo?