Ερώτηση

Στην εικόνα φαίνεται μια μηχανή Van de Graff (γεννήτρια φορτίου). Στην κορυφή του σφαιρικού μεταλλικού κελύφους (θόλου) της μηχανής έχει τοποθετηθεί μια στοίβα από αλουμινένια πιάτα.

Τι θα συμβεί όταν η γεννήτρια Van de Graff τεθεί σε λειτουργία;

· (α) Δεν θα συμβεί τίποτε. Εφ’ όσον ο θόλος και τα πιάτα έχουν το ίδιο δυναμικό, δεν υπάρχει ροή φορτίων.

· (β) Εφ’ όσον ο θόλος και τα πιάτα έχουν ομώνυμα φορτία, θα απωθούνται τόσο ισχυρά ώστε όλη η στοίβα με τα αλουμινένια πιάτα θα εκτοξευτεί προς το ταβάνι.

· (γ) Μικρές ηλεκτρικές εκκενώσεις (σπινθήρες) θα δημιουργηθούν μεταξύ της βάσης των στοιβαγμένων πιάτων και του θόλου της μηχανής, αφού θα οικοδομείται βαθμιαία μια αυξανόμενη διαφορά δυναμικού που κατόπιν θα εξελιχθεί σε εκκένωση μέσω μιας μικρής περιοχής αέρα (διηλεκτρικού) που παρεμβάλλεται μεταξύ τους.

· (δ) Σύμφωνα με τον 3^ο Νόμο του Newton, θα προκληθεί μια δύναμη αντίδρασης στην άκρη της στοίβας των πιάτων, η οποία δημιουργεί ροπή που εξαναγκάζει τα στοιβαγμένα πιάτα να περιστραφούν. Επειδή τα πιάτα είναι φορτισμένα αρνητικά, τότε με βάση το δεξιόστροφο κανόνα. όλη η στοίβα των πιάτων θα περιστραφεί ωρολογιακά (σύμφωνα με τη φορά των δεικτών του ρολογιού).

· (ε) Σύμφωνα με τον κανόνα του Lenz, δινορεύματα θα αναπτυχθούν στα αλουμινένια πιάτα, που θα απωθούν το φορτίο του θόλου με αποτέλεσμα η στοίβα των πιάτων να ανυψωθεί.

· (ζ) Κάτι άλλο θα συμβεί στο οποίο πρέπει να δοθεί μια εξήγηση.

Δώστε την σωστή απάντηση, ή τη δική σας εξήγηση.

Πατήστε εδώ για την απάντηση.

Πηγή:

https://physicslearning2.colorado.edu/QOTWSite/outreach/QOTW/arch18/q357.htm