ВРАЩЕНИЕ ШАРА

В этом опыте демонстрируется работа одной из моделей электростатического двигателя, приводимого в движение силой кулоновского взаимодействия между заряженными деталями демонстрационной установки. Ее конструкция проста и представляет собой пластмассовый (диэлектрический) шар диаметром 80 мм, подвешенный на тонкой капроновой нити так, что по линии своего экватора он касается выводов элек-

трофорной машины (рис. 12). Для этого годится шар для украшения новогодней елки.

Центры шариков, которыми оканчиваются выводы элек- трофорной машины и центр вращаемого шара располагаются на одном уровне, причем расстояние между выводами меньше диаметра шара. Подвешен шар с помощью петельки на верхнем конце нити, накинутой на горизонтально закрепленный в высоком штативе штырь. Подвеска должна обеспечивать такое положение шара, чтобы он лишь слегка касался выводов машины.

Демонстрация начинается с медленного вращения рукоятки электрофорной машины. При этом шар сначала совершает несколько малых беспорядочных движений между выводами, а затем начинает вращаться, постепенно увеличивая скорость вращения.

С прекращением работы машины прекращается и вращение шара. При возобновлении генерации зарядов машиной шар снова вращается, однако направление его вращения может быть уже иным.

Чтобы объяснить причину вращения шара и непостоянство направления этого вращения обратимся к представленному на рисунке 13 плану размещения основных деталей опытной установки. Участки поверхности шара, соприкасающиеся с выводами электрофорной машины, заряжаются от них соответствующим зарядом.

В силу различных причин эти участки располагаются не абсолютно симметрично по отношению к выводам машины. Это может быть последствием, например, незначительных толчков, которые шар получает от контактирующих с ним выводов во время вращения машины.

К объяснению вращения шара

Рис. 13. К объяснению вращения шара

Незначительное различие в расстояниях между заряженными участками шара и выводами машины обуславливает соответствующее различие сил кулоновского взаимодействия между ними. Это приводит к появлению некоторого вращательного момента относительно центра шара и, соответственно, нити, на которой он висит. Поэтому шар проворачивается на некоторый угол, а затем снова соприкасается с выводами машины. Вновь образовавшиеся на шаре заряженные участки, взаимодействуя с выводами машины, добавляют шару вращательный импульс. В результате шар вращается все быстрее и быстрее.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >