Kroz anonimni anketni upitnik s petnaest pitanja, učenici su imali priliku razmisliti o fascinantnom području fizike koje je puno bliže našoj svakodnevici nego što se čini na prvi pogled. Od pojava poput kose koja se “podiže na glavi” nakon skidanja džempera, pa sve do moćnih prirodnih fenomena poput munja i gromova, elektrostatika je svuda oko nas.
Istraživanje je zaronilo u svijet električnih naboja u mirovanju, istražujući kako oni utječu na stvari oko nas. Učenici su se susreli s pitanjima koja su ih potaknula na razmišljanje o praktičnim primjenama elektrostatike u tehnologiji koju svakodnevno koristimo – od fotokopirnih strojeva i laserskih pisača do procesa bojanja u industriji i filtriranja zraka.
Rezultati anketnog upitnika:
• 89 % učenika smatra da je elektrostatika grana fizike koja proučava električne naboje u mirovanju i njihove interakcije; susrećemo se s njom kod “dizanja” kose, munja i lijepljenja odjeće, 5 % učenika smatra da je to grana fizike koja proučava magnetska polja oko žica, 5 % učenika smatra da je to grana fizike koja proučava nuklearne reakcije u elektranama, a 1 % učenika smatra da je to grana fizike koja proučava električne struje u vodi.
• 89 % učenika zna da se predmeti mogu naelektrizirati trenjem, dodirom, el. influencijom i polarizacijom, 10 % učenika smatra da se predmeti mogu naelektrizirati pomoću zvučnih valova i svjetlosti, 1 % učenika smatra da se predmeti mogu naelektrizirati hlađenjem i sublimacijom, a nitko od učenika ne smatra da se predmeti mogu naelektrizirati samo dodirom s vodom i zagrijavanjem.
• 89 % učenika misli nam se kosa ponekad “podiže na glavi” nakon skidanja džempera ili kape bog trenja koje stvara statički naboj na kosi, zbog čega se vlasi međusobno odbijaju, 7 % misli da je to zbog vlažnosti zraka, 3 % misli da je to zbog utjecaja Zemljine gravitacije, a a 1 % misli da je zbog kemijskih reakcija u kosi.
• 85 % učenika smatra da je munja masivno električno pražnjenje uzrokovano nakupljanjem ogromnih statičkih naboja unutar olujnih oblaka i između oblaka i tla, 7 % ih smatra da je munja oblik kemijske reakcije u atmosferi, 5 % misli da je munja rezultat sudara zračnih struja, a 3 % misli da je munja optički fenomen uzrokovan sunčevom svjetlošću.
• 85 % učenika smatra da je “Faradayev kavez” zatvoreni metalni prostor koji štiti unutarnji prostor od vanjskih električnih polja; koristi se za zaštitu od munja i zaštitu elektronike, 5 % smatra da je to otvoreni metalni prostor koji pojačava električna polja; koristi se za prijenos radio signala, 5 % smatra da je to izolacijski materijal koji apsorbira magnetska polja; koristi se u medicini za dijagnostiku, a 5 % smatra da je to sustav za hlađenje elektroničkih komponenti; koristi se u računalima.
• 80 % učenika smatra da se naljepnice za staklo (poput onih za automobile) često mogu zalijepiti bez ljepila jer se koriste elektrostatičke sile privlačenja stvorene statičkim nabojem na naljepnici, % ih smatra da se mikroskopske sukcije (sisaljke) koje se lijepe za staklo, 8 % ih smatra da su naljepnice presvučene posebnim nevidljivim slojem ljepila aktiviranog zrakom. A samo ih 4 % smatra da je staklo magnetično i privlači naljepnice.
• 82 % učenika smatra da se elektrostatika u fotokopirnim strojevima i laserskim pisačima koristi kao elektrostatički naboj na bubnju za privlačenje čestica tonera, 11 % ih smatra da se koristi toplina za kemijsku reakciju s papirom, 5 % smatra da se koristi magnetno polje za privlačenje tonera, a samo 2 % smatra da se koriste zvučni valovi za otapanje tonera.
• 89 % učenika smatra uzemljenje omogućuje odvođenje viška naboja u zemlju, čime se neutralizira objekt i sprječava, 5 % ih smatra da uzemljenje pojačava statički naboj, 3 % ih smatra da uzemljenje stvara izolacijski sloj oko objekta i 3 % ih smatra da uzemljenje stvara magnetsko polje koje odbija naboje.
• 87 % učenika smatra da se zbog brzog pražnjenja statičkog naboja nakupljenog na tijelu (trenjem o tepih) prema uzemljenoj kvaki ponekad osjeti “udar” kada dotaknemo metalnu kvaku nakon hodanja po tepihu, 8 % ih smatra da se to događa zbog vibracija koje metalna kvaka stvara, 3 % da je to zbog magnetnog polja koje se stvara u tijelu, a 2 % da je to zbog kemijske reakcije između ruke i metala.
• 87 % učenika smatra da se elektrostatički naboji koriste u industriji za bojanje jer se čestice elektrostatički nabiju i privlače na suprotno nabijenu (ili uzemljenu) površinu predmeta, 8 % ih misli da se boja nanosi pomoću tlaka zraka, 3 % mile da se boja zagrijava do visoke temperature kako bi se zalijepila, a 2 % ih misli da se boja miješa s magnetskim česticama koje se zatim privlače na metal.
• 87 % učenika smatra da iznenadno električno pražnjenje (iskra) može zapaliti zapaljive pare ili tekućine, dovodeći do požara, 10 % ih smatra da statički elektricitet privlači kukce, 2 % ih smatra da statički elektricitet uzrokuje hrđu na metalnim dijelovima, a 1 % da statički elektricitet uzrokuje smrzavanje tekućina.
• 85 % učenika zna da elektrostatička sila može biti i privlačna i odbojna, dok je gravitacijska sila uvijek privlačna, 6 % ih misli da je elektrostatička sila uvijek privlačna, a gravitacijska može biti i odbojna, 5 % misli da su obje sile su uvijek iste jačine, a 4 % misli da gravitacijska sila ovisi o naboju, a elektrostatička o masi.
• 89 % učenika misli da je “električno pražnjenje” naglo oslobađanje nakupljenog električnog naboja, često popraćeno iskrom ili zvukom, 5 % ih misli da je to mjerenje električnog otpora materijala, 3 % misli da je to proces kojim se stvara električni naboj u bateriji, a 3 % misli da je to kretanje električne struje kroz metalnu žicu.
• 89 % učenika smatra da automobili koji prevoze zapaljive tekućine često imaju metalni lanac koji dodiruje tlo jer o treba za uzemljenje vozila i odvođenje statičkog naboja koji se nakuplja trenjem guma, 6 % ih smatra da se to koristi za povećanje aerodinamike vozila, 3 % ih smatra da je to za mjerenje brzine kretanja vozila, a 2 % misli da je to za stvaranje buke kako bi upozorili druge vozače.
• 85 % učenika smatra da ptice mogu sjediti na visokonaponskim dalekovodima bez da ih udari struja jer su na istoj električnoj potencijalnoj razini kao i žica, te ne postoji razlika potencijala kroz njihovo tijelo, 6 % ih misli da su dalekovodi uvijek isključeni kada ptice slijeću na njih, 6 % ih misli da perje ptica djeluje kao izolator, a 2 % ih misli da su ptice prirodno izolirane od električne struje.
Rezultati istraživanja pomoći će u daljnjem unaprjeđenju nastave i pristupa složenim fizikalnim konceptima, čineći ih zanimljivijima i pristupačnijima.
