10 évf fizika feladatai és megoldásai

6. lecke Vezetők az elektrosztatikus térben
1. A fémburkolattal bezárt üregbe nem hatol be a külső elektromos tér, mint ahogy egy
elsötétített szobába sem jut be a napfény. A fény útját elzáró árnyékolás mindkét irányban
akadályozza a fény terjedését. Vajon kétirányú-e az elektromos árnyékolás is? Vizsgájuk meg,
hogy megvédi-e a gömbhéj a külső teret a fémburkolattal körülvett töltés elektromos
mezőjétől!
Megoldás:
Az ábrán egy feltöltött testet vesz körbe egy töltetlen üreges fémtest. Az erővonal ábra szerint
a burkoló fémen kívüli térrészben észlelhető erővonalkép ugyan olyan, mintha nem burkoltuk
volna be a töltött fémtestet. Ezzel az eljárással tehát nem lehet a fémtesten belülre korlátozni
az elektromos mezőt.
2. Rögzítsünk két fémgömböt a sugarukhoz képest nem nagy távolságban! Ha a gömbökre +Q
és –Q töltést viszünk, akkor a köztük fellépő erő nagyobb, mintha mindkettőre azonos,
például +Q töltést viszünk. Miért?
Megoldás:
Az ellentétesen, illetve az azonosan töltött fémgömbökön létrejövő kölcsönös megosztást az
ábra szemlélteti. Az egymást vonzó ellentétes előjelű töltések (a. ábra) távolsága kisebb, mint
az egymást taszító azonos előjelű töltések (b ábra) távolsága.
a) ábra b, ábra
16