تمرين 1: حدد ما إذا كانت العبارات التالية صحيحة أم خاطئة حدد ما إذا كانت العبارات التالية صحيحة علمياً أم خاطئة. تُصنع كرات الاختبار في تجارب الكهرباء الساكنة من "نخاع البيلسان" لثقل وزنها وقدرتها العالية على التوصيل. شرح السؤال هل نحتاج لكرات ثقيلة يصعب تحريكها أم خفيفة تتأثر بأضعف القوى؟ صواب خطأ الإجابة الصحيحة: (خطأ)التوضيح:الوزن: يتم اختيار مادة "نخاع البيلسان" (وهو اللب الداخلي الجاف لساق نبات البيلسان) لسبب رئيسي وهو خفة وزنها الشديدة. هذا يجعل قصورها الذاتي صغيراً جداً، فتتحرك وتنفر بوضوح حتى عند التأثر بقوى كهروستاتيكية ضعيفة جداً. لو كانت ثقيلة، لما لاحظنا التنافر البسيط.التوصيل: مادة النخاع نفسها عازلة، ولكنها غالباً ما تُطلى بطبقة رقيقة جداً من مادة موصلة (مثل الجرافيت أو الألمنيوم) لكي تتمكن من اكتساب وتوزيع الشحنة على سطحها، وليس لأنها موصلة بطبيعتها.( الوحدة الأولى: الكهرباء الإستاتيكية، الدرس 1-1 الظواهر الكهروستاتيكية، ص 10) عند دلك قضيب من النحاس ممسوك باليد، لا تظهر عليه شحنات كهربائية لأنه موصل يسرب الشحنات للأرض. شرح السؤال النحاس موصل، وجسم الإنسان موصل. أين ستذهب الشحنات؟ صواب خطأ الإجابة الصحيحة: (صواب)الفرق بين الموصلات والعوازل في الشحن:عند دلك قضيب نحاسي (موصل)، تتولد شحنات بالفعل، لكن النحاس يسمح لها بالحركة بحرية. وبما أن جسم الإنسان موصل أيضاً، فإن هذه الشحنات تجد طريقاً سهلاً للهرب من القضيب عبر يدك وجسمك إلى الأرض (عملية التأريض).لذلك، لكي نتمكن من شحن موصل بالدلك والاحتفاظ بالشحنة، يجب عزله عن اليد والأرض، كأن نمسكه بمقبض من البلاستيك أو الخشب الجاف.تطبيق عملي:هذا المبدأ يفسر لماذا تُربط الشاحنات التي تنقل الوقود بسلاسل تلامس الأرض؛ لتسريب أي شحنات ساكنة خطرة قد تتولد من احتكاك الوقود بالخزان، ومنع حدوث شرارة.(الوحدة الأولى: الكهرباء الإستاتيكية، الدرس 1-1 الظواهر الكهروستاتيكية، ص 13) الشحنة التي مقدارها $5$ ميكروكولوم ($5 \, \mu C$) تكافئ $5 \times 10^{-6}$ كولوم. شرح السؤال تذكر قيمة البادئة "ميكرو" في النظام الدولي. صواب خطأ الإجابة الصحيحة: (صواب)معلومة إضافية عن الوحدات:الكولوم (C) وحدة كبيرة جداً من الناحية العملية (تعادل شحنة صاعقة برق!). لذلك في المختبرات والمسائل المعتادة، نستخدم أجزاء أصغر:ميكروكولوم ($\mu C$) = $10^{-6} \, C$نانوكولوم ($nC$) = $10^{-9} \, C$بيكو كولوم ($pC$) = $10^{-12} \, C$التحويل الصحيح ضروري جداً قبل البدء في أي عملية حسابية في قانون كولوم.(الوحدة الأولى: الكهرباء الإستاتيكية، الدرس 1-1 الظواهر الكهروستاتيكية، ص 13)
تمرين 2: اختر الإجابة الصحيحة من بين الخيارات التالية اختر الإجابة الصحيحة. عند دلك ساق من الزجاج بقطعة من الحرير، تصبح ساق الزجاج موجبة الشحنة. التفسير العلمي الدقيق لذلك هو: شرح السؤال الشحنة الموجبة تعني "نقصاً" في الشحنات السالبة. انتقال البروتونات من الزجاج إلى الحرير. انتقال البروتونات من الحرير إلى الزجاج. انتقال الإلكترونات من الزجاج إلى الحرير. انتقال الإلكترونات من الحرير إلى الزجاج. الإجابة الصحيحة: (انتقال الإلكترونات من الزجاج إلى الحرير)الشرح المفصل:لماذا الإلكترونات؟ لأن البروتونات موجودة داخل النواة ومرتبطة بقوة نووية هائلة، فلا يمكنها الانتقال في ظروف الدلك العادية. أما الإلكترونات الخارجية فهي أخف وارتباطها أضعف، لذا فهي المسؤولة عن التكهرب.لماذا الزجاج والحرير تحديداً؟ المواد تختلف في قابليتها لفقد أو كسب الإلكترونات (سلسلة الدلك الكهربائي). ذرات الزجاج تميل لفقد إلكتروناتها بسهولة أكبر من الحرير. لذلك، عند الاحتكاك، تنتزع قطعة الحرير الإلكترونات من الزجاج، فيصبح الزجاج موجباً (لفقده السالب) والحرير سالباً (لاكتسابه السالب).لماذا نستخدم العوازل؟ نستخدم الزجاج (عازل) لكي تبقى الشحنة المتولدة "ساكنة" في مكان الدلك ولا تتسرب إلى يد الشخص الذي يمسك الساق.(الوحدة الأولى: الكهرباء الإستاتيكية، الدرس 1-1 الظواهر الكهروستاتيكية، ص 12)