Номер 2, страница 298 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Обсудить в классе. Параграф 90. Электрический заряд и элементарные частицы. Закон сохранения заряда. Глава 14. Электростатика - номер 2, страница 298.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

1. Начальный этап эксперимента. Когда мы натираем линейку тканью (например, шерстяной или шёлковой), происходит процесс электризации трением. В результате этого процесса электроны переходят с одного тела на другое, и линейка приобретает избыточный статический электрический заряд (например, отрицательный). Кусочки бумаги изначально электрически нейтральны.

Когда мы подносим заряженную линейку к нейтральным кусочкам бумаги, мы наблюдаем, что они притягиваются к ней. Это происходит из-за явления электростатической индукции (для проводников) или поляризации (для диэлектриков, к которым относится бумага). Под действием электрического поля заряженной линейки в молекулах бумаги происходит перераспределение зарядов: та сторона кусочка бумаги, которая находится ближе к линейке, приобретает заряд, противоположный по знаку заряду линейки, а дальняя сторона — одноимённый. Поскольку сила притяжения между разноимёнными зарядами (которые находятся ближе) больше, чем сила отталкивания между одноимёнными (которые находятся дальше), результирующая сила направлена в сторону линейки, и бумага притягивается.

2. Повторный этап эксперимента. Если провести тот же опыт через некоторое время (несколько минут), можно заметить, что линейка притягивает кусочки бумаги гораздо слабее или не притягивает их вовсе. Это наблюдение говорит о том, что заряд на линейке не сохранился или его величина значительно уменьшилась.

3. Объяснение. Линейка, хоть и является диэлектриком (материалом, плохо проводящим электрический ток), не является идеальным изолятором. Со временем избыточный заряд "стекает" с неё в окружающую среду. Этот процесс называется релаксацией или утечкой заряда. Основная причина утечки — это наличие в воздухе ионов и, что более важно, водяного пара. Молекулы воды полярны, они оседают на поверхности линейки и образуют тончайшую проводящую плёнку, по которой заряд постепенно нейтрализуется. Чем выше влажность воздуха, тем быстрее происходит разрядка. В результате заряд на линейке уменьшается, её электрическое поле ослабевает и становится недостаточным для притяжения кусочков бумаги.

Ответ: Нет, через некоторое время заряд на линейке не сохранился (или его величина стала значительно меньше). Это происходит из-за утечки (релаксации) заряда с поверхности линейки в окружающую среду, в основном из-за взаимодействия с ионами и полярными молекулами воды, содержащимися в воздухе.