Haziak banatzea

prev.gif (1231 bytes)home.gif (1232 bytes)next.gif (1211 bytes)

Elektromagnetismoa

Partikula kargatuen
mugimendua
Kargak jasandako
indarrak
Bohr-en atomoa
Osziloskopioa
marca.gif (847 bytes)Haziak banatzea
Motore ionikoa
Azeleragailu lineala
Karga/masa erlazioa
neurtzea
Oinarrizko karga-
unitatea neurtzea
Masen
espektrometroa
Ziklotroia
E eta B elkarren
perpendikularrak
Oinarri fisikoak

java.gif (886 bytes) Saiakuntza

 

Objektu txikiak banatzeko, adibidez haziak, elektrostatikoki bereiz eta bana daitezke: alde batetik ontzat emandakoak eta bestetik akatsa dutenak. Hodi batetik erortzen ari diren haziak fotozelula pare batekin beha daitezke, eta adibidez haziaren kolorea ezegokia bada punta batez potentzial elektriko bat aplikatzen da eta haziari karga elektrikoa ematen zaio. Haziak gero xafla kargatu biren artetik pasatzen dira denak, eta kargatutakoak desbideratuko dira, baina kargatu gabeak ez, eta horrela depositu edo biltegi ezberdinetara bidera daitezke. Honelako makinak esate baterako ilarrak bereiztu eta banatzeko erabiltzen dira eta 100 ilar/segundoko bereizteko gai dira, alegia tona bi eguneko.

Lorrain P., Corson D. Campos y Ondas Electromagnéticas. Selecciones Científicas (1972), 2.42 ariketa, 95 orria.

Oso ariketa interesgarria da, indar grabitatorioak eta indar elektrikoak konbinatzen dituelako, haziak bertikalki erortzen eta kargatutakoak horizontalki bultzatzen.

Oinarri fisikoak

Ariketa honetan, erortzen ari diren haziak lurrera iristean izango duten D desbideratzea kalkulatuko dugu,  hazi akastunen kasuan (kargatuak izan direnak).

Hazi normalak, edo ontzat emandakoak, higidura zuzen eta uniformeki azeleratuaz mugituko dira, bertikalki lurrera iristen diren arte.

Akatsa duen hazia ordea, kargatu egiten dugu eta, higidura zuzenaz mugitzen da harik eta eremu elektrikora sartzen den arte. Bertan desbideratu egiten da eta irtetean higidura parabolikoa segitzen du, dagoeneko abiadurak osagai horizontala ere baduelako.

Haziaren mugimenduan hiru atal banatuko ditugu, hasieran y=h0 altueratik eta pausagunetik askatzen denetik, eta lurrera y=0 altueraraino iristen den arte.

  1. Hazia airean erortzen

Hazia erori egiten da h0  altueratik h1 altueraraino kondentsadore baten eremu elektrikoan sartu aurretik.

 y=h1 altueran bere abiadura honakoa da:

Eta  y=h1 altueraraino iristeko tardatzen duen t1 denbora:

  1. Kondentsadorearen barruan mugitzen

Kondentsadorearen xaflen arteko E eremu elektrikoak indar horizontala egiten du:  Fx=qE.  Eta eremu elektrikoa konstantea dela suposatzen badugu bere balioa hau da:  E=V/d. Hemen V  xaflen arteko potentzial-diferentzia da eta d euren arteko separazioa.

Haziek kondentsadorearen xafla bien artean duten mugimenduaren higiduraren ekuazioak bi higiduren konposaketa izango da: alegia, bi higidura zuzen eta uniformeki azeleratuak eta elkarren perpendikularrak.

Hazia xaflen artetik irtetean y=h2 eta aldiunea t2 . Aldiune horretan haziaren abiaduraren osagaiak dira: vx2 eta  vy2 , eta x2 desbideratze horizontala kondentsadoretik irtetean:

  1. Lurrera iritsi arteko mugimendua.

Lurrera iritsi arteko higiduraren ekuazioak tiro parabolikoarenak dira hain zuzen: higidura uniformea X ardatzean baina higidura uniformeki azeleratua Y ardatzean zehar:

Ekuazio-multzo horretatik lurrera (y=0) iristen deneko t3 aldiunea kalkula daiteke eta desbideratze horizontala:  D=x.

 

Saiakuntza

Arratoiaren punteroarekin:

  • Gezi gorria mugitu kondentsadorearen goiko muturra kokatzeko:  h1
  • Gezi urdina mugitu kondentsadorearen beheko muturra kokatzeko: a=h1-h2.

Idatzi:

  • Xafla desbideratzaileen arteko potentzial-diferentzia dagokion laukian.

Hasi botoia klikatu

Haziak erortzen hasten dira 80 cm-ko altueratik. Kolore beltzeko haziak, ontzat ematen direnak, ez dira kargatzen eta beraz ez dira desbideratzen, baina kolore urdin argiko haziak akatsa dute eta mekanismo batek elektrikoki kargatu egiten ditu negatiboki (kolore urdin iluna) justu kondentsadorearen xaflen artera sartu aurretik. Hazi horiek horizontalki desbideratzen dira eta lurrera iristean bere desbideratzea lurreko erregelaz neur daiteke (X ardatzean).

Datu finkoak:

  • Kondentsadorearen xaflen arteko separazioa: d =10 cm
  • Hazi akastunek hartutako karga elektrikoa:  q= - 1.5·10-9 C
  • Hazien masa:  m=2.38 10-4 kg;
  • Grabitatearen azeleazioa:  g=9.8 m/s2

Adibidea:

Hazien hasierako altuera, h0=80 cm, finkoa da programa honetan. Kondentsadorearen posizioa eta luzera alda daitezke: adibidez h1=60 cm eta h2=20 cm hartzen badira kondentsadorearen luzera a=40 cm. Demagun xafla desbideratzaileen potentzial-diferentzia 25000 V dela. Kalkula bedi hazien D desbideratzea lurreraino iristen direnean, higiduraren ekuazio guztiak ebatziz:

  • Hazien abiadura kondentsadorearen xafletara iristen diren aldiunean:  y=h1=0.6 m vy1=1.98 m/s
  • Xaflen artean eremu elektrikoaren balioa: E=25000/0.1=250000 N/C, eta haziak jasaten duen indar horizontala,  Fx=qE=3.75·10-4 N
  • Abiaduraren bi osagaiak kondentsadorearen xafletatik irtetean:  y=h2=0.2 m  vx2=0.233 m/s, vy2= - 3.43 m/s,                   eta desbideratzea x2=0.017 m = 1.7 cm
  • Eta hazia lurreraino iristean desbideratze totala: D=0.03 m edo 3 cm

 

ThomsonApplet aparecerá en un explorador compatible con JDK 1.1.

Gezi gorria eta urdina kurtsorearekin mugi daitezke, kondentsadorearen ertzak aldatzeko