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Textaufgaben: Anziehung und Abstoßung geladener Körper

Beim Reiben entsteht keine Ladung – sie wechselt nur den Besitzer von einem Körper zum anderen.

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Luftballon an der Wand

AFB I–II

Ein Luftballon wird an einem Wollpullover gerieben und bleibt danach an der Wand hängen. Beim Reiben nimmt der Ballon Elektronen vom Pullover auf. Vorher waren beide ungeladen.

  1. Beschreiben Sie, wie Ballon und Pullover beim Reiben geladen werden.
  2. Stellen Sie eine begründete Vermutung auf, was geschieht, wenn man einen zweiten, ebenso geriebenen Ballon an den ersten hält.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Achten Sie darauf, wer Elektronen aufnimmt und wer welche abgibt.Beschreiben verlangt eine geordnete Darstellung in Fachsprache.
Hinweis zu Aufgabe b)
Überlegen Sie zuerst, welche Ladung der zweite Ballon trägt.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Vorher sind beide neutral, also gleich viele positive und negative Ladungen. Beim Reiben wandern Elektronen vom Pullover auf den Ballon: Der Ballon wird negativ, der Pullover positiv. Antwort: Es werden keine Ladungen erzeugt, sondern nur verschoben.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Der zweite Ballon wird ebenfalls negativ. Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab. Vermutung: Die beiden Ballons weichen einander aus und lassen sich nicht zusammenbringen.

2

Papierschnipsel und Lineal

AFB II–III

Ein 30 cm langes Kunststofflineal mit 45 g Masse wird mit einem Wolltuch gerieben; über kleinen Papierschnipseln gehalten, springen diese hoch. Das Lineal ist danach negativ geladen. Nähert man ihm einen an Seide geriebenen Glasstab, ziehen sich beide an; ein dritter geriebener Kunststoffstab wird dagegen abgestoßen.

  1. Erklären Sie, warum die ungeladenen Papierschnipsel vom Lineal angezogen werden.
  2. Ermitteln Sie aus den Beobachtungen die Ladungsart des Glasstabs und des dritten Stabes.
  3. Entwickeln Sie ein Verfahren, mit dem sich die Ladungsart eines vierten geriebenen Körpers bestimmen lässt.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Auch in einem neutralen Körper können sich Ladungen ein Stück weit verschieben.Erklären verlangt, die Beobachtung auf die Regeln für Ladungen zurückzuführen.
Hinweis zu Aufgabe b)
Nutzen Sie die Regel für gleichnamige und ungleichnamige Ladungen. Länge und Masse des Lineals werden nicht gebraucht.
Hinweis zu Aufgabe c)
Ihr Verfahren braucht einen Körper, dessen Ladungsart schon bekannt ist; nennen Sie die Schritte und die Entscheidungsregel.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Das negativ geladene Lineal drängt die negativen Ladungen im Schnipsel auf die abgewandte Seite. Die zugewandte Seite wird dadurch positiv, die abgewandte negativ. Ungleichnamige Ladungen ziehen sich an, und die anziehende Seite liegt näher. Antwort: Die Anziehung überwiegt, der Schnipsel springt hoch.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Der Glasstab wird vom negativen Lineal angezogen, also ist er ungleichnamig geladen: positiv. Der dritte Stab wird abgestoßen, also ist er gleichnamig geladen: negativ.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Aufbau: Einen frei drehbar aufgehängten, geriebenen Kunststoffstab (negativ) als Prüfkörper verwenden. Durchführung: Den vierten Körper langsam nähern und beobachten. Auswertung: Abstoßung bedeutet negativ, Anziehung bedeutet positiv. Zur Kontrolle mit dem positiven Glasstab wiederholen; das Ergebnis muss umgekehrt ausfallen.