a)Nennen Sie mindestens zwei Alltagsbeispiele, wo elektrostatische Aufladung zu beobachten ist. Gehen Sie knapp auch auf die Ursache der Aufladung ein und nennen Sie eine Maßnahme, mit der man die Aufladung verhindern kann, wenn sie unerwünscht ist.
b)Wenn man eine Metallplatte aufladen will, benötigt man zum Halten der Platte einen Isolierstiel. Geben Sie hierfür eine Begründung.
c)Vier geladene Metallkugeln A, B, C und D hängen jeweils einzeln an einem dünnen Perlonfaden. Kugel D ist positiv geladen. Durch einen Versuch stellt man fest: Kugel A stößt B ab, A zieht C an und C stößt D ab. Welche Ladungsarten besitzen die Kugeln A, B und C?
d)Wie lässt sich ein geladener Körper neutralisieren?
e)Wie kann man feststellen, ob ein Körper elektrisch geladen oder ungeladen ist? Geben Sie zwei verschiedene Möglichkeiten an.
a)Beim Ausziehen eines Pullovers aus Kunststofffaser kann es bei genügender Trockenheit zu einer Aufladung kommen. Im Dunkeln kann man u.U. die Entladung in Form kleiner Blitze erkennen ("Gewitter im Zimmer"). Zur Verhinderung der Aufladung kann man den Pullover mit speziellen Weichspülern waschen.
Beim Gehen über den Teppichboden kann es bei geeignetem Sohlenmaterial (Gummi, Kunststoff) zur Aufladung einer Person kommen. Nimmt man dann z.B. die Türklinke in die Hand, so kommt es zur Entladung zwischen der Person und der geerdeten Türklinke. Die elektrostatische Aufladung kann z.B. durch genügend hohe Luftfeuchtigkeit (>40%) im Raum oder durch Metallfäden, die in den Teppichboden eingewebt sind, verhindert werden.
Während der Fahrt kann sich das Auto aufgrund der Reibung der Reifen auf dem Straßenbelag aufladen, was sich dann beim Ein- und Aussteigen unangenehm bemerkbar macht. Bei manchen Autos wird die Aufladung dadurch verhindert, dass man ein Gummiband, welches ein Metallgeflecht enthält, über den Boden streifen lässt. Auf diese Weise ist die Karosserie stets leitend mit dem Boden verbunden.
Bei allen Vorgängen tritt ein inniger Kontakt zwischen zwei - zunächst neutralen - isolierenden Materialien auf. Dabei gehen beim Kontakt der Isolatoren die Elektronen von einem Material zum anderen über. Dadurch wird das elktronenaufnehmende Material negativ, das elektronenabgebende Material positiv geladen.
b)Der Mensch stellt keinen idealen Isolator dar. Würde man also den geladnen Metalllöffel mit der Hand berühren, so wäre eine mehr oder minder gute Verbindung zur Erde hergestellt, die Ladungen würden vom Löffel abfließen.
c)D ist positiv und C stößt D ab ; C ist auch positiv geladen;
A zieht C an ; A ist negativ geladen;
A stößt B ab ; B ist negativ geladen;
d)Man bringt entgegengesetzte Ladung vom gleichen Betrag auf den Körper auf;
Man berührt mit dem Körper die Erde;
e)Man versucht eine Entladung des Körpers über eine Glimmlampe zur Erde. Blitzt die Glimmlampe auf, so war der Körper geladen, blitzt die Glimmlampe nicht auf, so war der Körper ungeladen.
Man bringt einmal einen positiven und einmal einen negativen Körper in die Nähe des Probekörpers. Kommt es bei der positiv geladenen Kugel zur Abstoßung, so ist der Probekörper positiv geladen. Kommt es bei der negativen Kugel zur Abstoßung, so ist der Körper negativ geladen. Kommt es in beiden Fällen zu einer Anziehung, so war der Probekörper ungeladen (die Anziehung erfolgt aufgrund der Influenzierung im Probekörper).
