Номер 13, страница 299 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Электростатика. Глава 7. Электрические взаимодействия. Параграф 36. Природа электричества - номер 13, страница 299.

Условие.

13. Объясните, почему электрическое взаимодействие заряженных тел наблюдается сравнительно редко.

Решение.

Электрическое взаимодействие заряженных тел в повседневной жизни наблюдается сравнительно редко по причине того, что подавляющее большинство окружающих нас макроскопических тел являются электрически нейтральными.

Это объясняется строением вещества. Все тела состоят из атомов, которые, в свою очередь, содержат положительно заряженные протоны в ядре и отрицательно заряженные электроны на орбиталях. В обычном состоянии число протонов в атоме равно числу электронов. Вследствие этого положительный заряд ядра полностью компенсируется отрицательным зарядом электронов, и атом в целом не имеет заряда.

Поскольку макроскопические тела состоят из огромного количества таких нейтральных атомов, их суммарный заряд также оказывается равным нулю. Согласно закону Кулона, сила электрического взаимодействия $\text{F}$ между двумя телами с зарядами $q_1$ и $q_2$ равна $F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$. Если заряд хотя бы одного из тел равен нулю, то сила взаимодействия также будет равна нулю.

Явное электрическое взаимодействие (притяжение или отталкивание) мы можем наблюдать только тогда, когда нарушается электрическая нейтральность тела, то есть когда оно приобретает избыточный положительный или отрицательный заряд в процессе электризации (например, при трении). Однако такие заряженные состояния, как правило, недолговечны, так как тела стремятся вернуться в нейтральное состояние, обмениваясь зарядами с окружающей средой (например, с молекулами воды в воздухе).

Ответ: Электрическое взаимодействие заряженных тел наблюдается сравнительно редко, так как большинство тел в природе электрически нейтральны: суммарный положительный заряд всех протонов в них равен по модулю суммарному отрицательному заряду всех электронов, и их действия взаимно компенсируются. Мы наблюдаем это взаимодействие только тогда, когда этот баланс зарядов нарушается.