by Λάθος στο Παράδειγμα 5.2 του Σχολικού Βιβλίου (Φυσική Γ’ Λυκείου Τεύχος Β’);
Στην εικόνα φαίνεται η εκφώνηση του Παραδείγματος 5.2, του Σχολικού Βιβλίου (Φυσική Γ’ Λυκείου Τεύχος Β’) και μέρος της λύσης του. Στην προτελευταία φράση αναφέρεται: “Επομένως, στο άκρο Γ σωρεύεται αρνητικό φορτίο και στο Α θετικό (σχ. 5.9)“. Η φράση είναι σωστή ή λανθασμένη;
Διόρθωση στην εικόνα: Στην παρούσα ανάρτηση ο Γρηγόρης Μαλάμης αναφέρει σωστά ότι “το κείμενο της ανάρτησης είναι παρμένο από το “εμπλουτισμένο κείμενο” του βιβλίου που βρίσκεται στο ebooks.edu.gr το οποίο είναι γενικώς μια σαλάτα. Στο εκτυπωμένο των παιδιών είναι όλα μια χαρά.”
Η σωστή εικόνα είναι αυτή που έχω επισυνάψει εδώ. Ωστόσο και σ’ αυτή την περίπτωση η επίμαχη φράση παραμένει η ίδια.
Καλημέρα αγαπητοί φίλοι και χρόνια πολλά στις Βαγγελίτσες και τους Βαγγέλήδες!
Νομίζω κι εγώ ότι η συγκεκριμένη φράση είναι λανθασμένη, διότι όπως σωστά σχολιάζει ο Γιώργος Κόμης και άλλοι συνάδελφοι:
: “…δεν συσσωρεύεται αρνητικό φορτίο στο Γ [ούτε θετικό στο Α].
Αν ο αγωγός ΑΓ ήταν μόνος του, τότε η πρόταση θα ήταν σωστή.”
Πράγματι όταν ο αγωγός διαρρέεται από ρεύμα δεν υπάρχει συσσώρευση φορτίου. Τα φορτία κινούνται επειδή σ’ αυτά ασκείται δύναμη Lorentz. Δηλαδή στο εσωτερικό του αγωγού δεν υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο ούτε διαφορά δυναμικού στα άκρα του.
Ωστόσο μπορούμε να θεωρήσουμε ότι το κύκλωμα συμπεριφέρεται σαν να υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο, διαφορά δυναμικού κλπ., διότι και στις δύο περιπτώσεις έχουμε ηλεκτρικό ρεύμα. Νομίζω ότι αυτό θα πρέπει να έχουμε κατά νου και αν χρειάζεται να το διευκρινίζουμε στους μαθητές.
Όπως έχω αναφέρει και αλλού, αποτελεί ισχυρή πεποίθησή μου ότι στη Φυσική για να περιγράψουμε μια νέα κατάσταση χρησιμοποιούμε αναλογίες μεταξύ μιας γνωστής κατάστασης και της νέας. Για παράδειγμα, χρησιμοποιούμε όσα γνωρίζουμε για ένα κύκλωμα στο οποίο προκαλείται ηλεκτρικό ρεύμα από μια μπαταρία, για να περιγράψουμε ένα κύκλωμα στο οποίο εμφανίζεται επαγωγικό ρεύμα. Χρειάζεται ωστόσο να είμαστε προσεκτικοί: Συχνά στη βιβλιογραφία, όταν παρουσιάζεται μια νέα κατάσταση, δεν επισημαίνεται, ούτε καν αναφέρεται, ότι χρησιμοποιούμε κάποια αναλογία. Αποτέλεσμα: Διατυπώνονται λανθασμένοι ισχυρισμοί, όπως συμβαίνει με την επίμαχη φράση.
Νομίζω ότι η δύναμη Lorentz δεν είναι αποτέλεσμα της Επαγωγής αλλά οφείλεται στην κίνηση των φορτίων μέσα στο μαγνητικό πεδίο. Δηλαδή η δύναμη Lorentz εμφανίζεται ανεξάρτητα από το φαινόμενο της επαγωγής.
Ο ρυθμός μεταβολής της ροής δημιουργεί το ηλεκτρικό πεδίο στο οποίο αναπτύσσεται η δύναμη Lorentz συμφωνα με την 3η εξίσωση του Maxwell που σε απλη μορφή διαβάζεται και:
ΣEiΔli= -ΔΦ(Β) /Δt
Γιώργο κάτι δεν καταλαβαίνω: Αν συμφωνήσουμε ότι η δύναμη Lorentz, |F| = q |υ| |Β| συνθ, οφείλεται σε μαγνητικό πεδίο κι όχι σε ηλεκτρικό, πώς “στο ηλεκτρικό πεδίο αναπτύσσεται δύναμη Lorentz”; Μήπως εννοείς κάποια άλλη δύναμη οφειλόμενη σε ηλεκτρικό πεδίο;
Η δύναμη Lorentz προέρχεται από την λύση της αντίστοιχης εξίσωσης Maxwell (της διαφορικής μορφής – που αφορά τον νόμο Faraday)
Πώς από αυτή την εξίσωση προκύπτει η δύναμη Lorentz; Υπάρχει κάποια σχετική βιβλιογραφική αναφορά;
Αντιγράφω από Wikipedia:
Η δύναμη Λόρεντζ είναι μία από τις οκτώ αρχικές εξισώσεις του Μάξγουελ και είναι η λύση στη διαφορική μορφή του νόμου του Φαραντέι. Σήμερα, ο νόμος του Φαραντέι χρησιμοποιείται αντί της δύναμης Λόρεντζ στις εξισώσεις του Μάξγουελ. Ο νόμος του Φαραντέι και η δύναμη Λόρεντζ εκφράζουν και οι δύο την ίδια φυσική. Η ανακάλυψη της δύναμης Λόρεντζ έγινε πριν την εποχή του Λόρεντζ. Φαίνεται στην εξίσωση (77) της εργασίας του Μάξγουελ On Physical Lines of Force, που εξέδωσε το 1861.
Γιώργο καλημέρα.
Παλαιότερα είχα δημοσιεύσει κάτι σχετικό εδώ: Ενεργειακή Απόδειξη του Τύπου της Δύναμης Laplace. Επειδή το θέμα έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον και επειδή μπορεί να δημιουργηθεί σύγχυση σε μαθητές – αναγνώστες, αν συμφωνείς μπορούμε να συνεχίσουμε τη συζήτηση σε εκείνη την ανάρτηση
Καλησπέρα σε όλους.
Μια παλαιότερη σχετική τοποθέτησή μου
εδώ
Καλησπέρα Άρη.
Κάνε κοινόχρηστο το αρχείο.
Γεια σου Διονύση,
ελπίζω φαίνεται τώρα.
Μια χαρά Άρη.
Γεια σου Άρη.
Αυτό εννοεί η ερώτηση του Βαγγέλη;
Υ.Γ.
Δεν μπορώ δυο μέρες να σε βρω στο τηλέφωνο.
Άκυρο Άρη.
Μπέρδεψα τις συζητήσεις.
Καλησπέρα συνάδελφοι: Μια “απλοϊκή” λυκειακή προσέγγιση, είναι η παρακάτω: Τα ηλεκτρόνια λόγω της δύναμης Lorenz συγκεντρώνονται “ακαριαία” στο άκρο Γ. Η ράβδος τότε συμπεριφέρεται ως πηγή εξαιτίας του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται μεταξύ των άκρων της από αυτή τη συσσώρευση. Το πεδίο αυτό διαδίδεται με την ταχύτητα του φωτός εντός των αγωγών του κυκλώματος . Η δύναμη που ασκεί το δημιουργηθεν ηλεκτρικό πεδίο στα ελεύθερα ηλεκτρόνια είναι η αιτία του ηλεκτρικού ρεύματος με αποτέλεσμα το νέφος των ελεύθερων ηλεκτρονίων να μετατοπίζεται εντός των αγωγών του κυκλώματος με την πολύ μικρότερη ταχύτητα διολίσθησης. Αν η ταχύτητα της ράβδου είναι σταθερή τότε θα υπάρχει μεγαλύτερη αλλά σταθερή πυκνότητα ηλεκτρονίων στο άκρο Γ μικρότερη στο άκρο Α και μια ενδιάμεση τιμή στα υπόλοιπα σημεία του κυκλώματος.
Γιώργο καλησπέρα.
Εύλογο και αυτό το μοντέλο. Μας λείπει ωστόσο η θεωρία. Γι’ αυτό η δική μου πρόταση είναι να αναφέρουμε την ύπαρξη ηλεκτρικού πεδίου, χωρίς ωστόσο να προσπαθήσουμε αυθαίρετα(;) να εξηγήσουμε πώς δημιουργείται. Μπορούμε βεβαίως να παρουσιάσουμε κάποια μοντέλα, με επίγνωση ότι πρόκειται απλώς για ενδεχόμενα.