Les objets électrisés

Les objets électrisés

BUT :

Observer le comportement des substances entre elles. (Règle de plastique, acétate, laine, coton). Ainsi, déterminer les charges de chacun de ses quatre substances. En d’autres mots, nous devons trouver s’ils sont négatifs ou positifs.

HYPOTHÈSE :

Nous croyons que les charges contraires s’attireront et les charges négatives se repousseront. On pense que les substances auront tendance à être attirer par le plastique, car quotidiennement, on peut remarquer qu’avec le plastique il y a de la statique. Exemple : souvent, lorsqu’on mange, notre sac de plastique (celui de notre sandwich par exemple) attire les petites particules sur la table. La laine est surement de charge négative, car si nous considérons que le plastique est positif et que l’on prend comme exemple le fait que lorsque nous nous peignions les cheveux avec un peigne (qui est fait de plastique, une certaine statique se crée. Donc la laine ne peut pas être positive puisqu’il se passe un phénomène d’attirance, donc il faut des charges contraires. Pour ce qui est des bandes d’acétate, on pense qu’ils sont de charges positives, car les protèges-feuilles sont des feuilles d’acétate et cela attire beaucoup les particules négatives. Le coton attire probablement les substances, comme il le fait lorsqu’on porte un chandail fait de coton (des particules s'y collent). D’après nous, lorsque nous frotteront le coton à l’acétate, les particules négatives colleront à celle-ci, car c’est le même principe que celui du plastique et la laine, c’est deux charges qui ne sont pas du même signe.

THÉORIE :

Le comportement des objets envers les substances est produit par l’électricité statique, qui est un phénomène d’attraction ou de répulsion. À la base, tous les objets sont neutres, car ils ont autant de protons que de neutrons. Par contre, il faut savoir que les électrons sont des particules mobiles, contrairement aux protons. Alors lorsqu’on frotte un objet avec un autre, les électrons « s’arrachent » et se rendent sur l’autre objet. Donc ce qui donne qu’un des objets se retrouvera avec plus de protons que d’électrons et l’autre avec un surplus d’électrons. L’attraction, c’est quand un objet qui frotté à un autre objet ou substance de différente charge s’attire/se colle. La répulsion, c’est un objet et un autre objet ou substance de même charge qui se repousse. Par exemple: on frotte nos cheveux à un ballon (caoutchouc) ou bien encore une règle frottée à de la laine. À ce moment, les « électrons libres » de la laine sont arrachés et vont sur règle. Ici, la règle de polyéthylène devient chargée négativement, alors que la laine, devient positive. Cela s’explique par le simple fait qu’il existe des donneurs et des capteurs d’électrons. Le plastique étant un capteur, et la laine étant un donneur. Puisqu’il n'y a plus autant d'électrons dans la laine et qu’il y a trop d’électrons dans le plastique, ils ne sont plus de charges neutres, c'est pourquoi on peut ressentir une petite décharge électrique, car la nature cherche à équilibrer ce vide. En statique, il existe un phénomène que l’on nomme polarisation. Commençons avec la polarisation d’un conducteur. Lorsque nous approchons un objet négativement chargé d’une substance ou un objet, les électrons libres du conducteur s’en vont au pôle opposé. En d’autres mots, ils s’éloignent de l’objet chargé négativement, car n’oublions pas que les objets de même charge se repoussent. C’est pourquoi, tous les protons se retrouvent plus près de l’objet négativement chargé. C’est pourquoi il y a de l’attraction. Enchainons, avec la polarisation d'un isolant. Dans l'objet isolant, par exemple : le bois, le plastique, le caoutchouc, etc., les électrons ne circulent pas. Alors les électrons restent stables et liés au noyau et les électrons ne peuvent pas se « sauver » d'un objet négativement chargés. De ce fait, la polarisation à lieu dans l'atome même. Chaque atome devient positif du côté de l'objet chargés négativement et négatif du côté éloigné du ballon.

MATÉRIEL :

- 2 règles de plastique 15 cm

- 2 bandes d’acétate

- Morceau de laine

- Morceau de coton

- Morceaux de papier

- Poudre de craie

- Limaille de fer

- Vermiculite

- Poivre

- Ficelle

- Support universel

- Support métallique

- Anneau métallique

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PROTOCOLE :

Étapes pour connaître le comportement des objets avec la règle :

1. Préparer l’espace de travail : séparer les substances et les placer sur une feuille à une espace régulier.

2. Neutraliser les deux règles de plastique en les frottant sur le métal ou en les plaçant sous l’eau, puis les sécher sans les frotter.

3. Frotter de façon vigoureuse une des règles de plastique avec la laine. Il est important de ne pas toucher à l’extrémité frotté.

4. Rapprocher lentement l’extrémité de la règle, qui a été frotté, à l’une des substances.

5. Noter les observations et répéter les étapes ci-dessus pour chacune des substances.

Étapes pour connaître le comportement des objets avec l’acétate:

1. Neutraliser les deux bandes d’acétate en les frottant sur le métal ou en les plaçant sous l’eau, puis les sécher sans les frotter.

2. Frotter de façon vigoureuse une des bandes d’acétate avec le coton. Il est important de ne pas toucher à l’extrémité frotté.

3. Rapprocher lentement l’extrémité de la bande d’acétate, qui a été frotté, à l’une des substances.

4. Noter les observations et répéter les étapes ci-dessus

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