Номер 47.10, страница 171 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 47. Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда. Глава 7. Электрические явления - номер 47.10, страница 171.

47.10 [1175] Изменится ли масса шара, заряженного положительным зарядом, если к шару прикоснуться пальцем? Почему?

Решение

Положительный заряд тела означает, что в нем имеется недостаток электронов по сравнению с количеством протонов в ядрах его атомов. Иными словами, у шара "забрали" некоторое количество электронов, чтобы он стал заряженным положительно.

Человеческое тело является проводником и обладает очень большой электрической ёмкостью. При контакте с заряженным телом оно действует как "земля", то есть может служить практически бесконечным источником или поглотителем электронов.

Когда человек прикасается пальцем к положительно заряженному шару, он обеспечивает путь для движения зарядов. Свободные электроны, имеющие отрицательный заряд, из тела человека переходят на шар, так как их притягивает его избыточный положительный заряд. Этот процесс называется нейтрализацией (или заземлением). Переток электронов продолжается до тех пор, пока шар не станет электрически нейтральным, то есть его потенциал не сравняется с потенциалом тела человека (который условно принимается за нулевой).

Таким образом, в результате прикосновения шар получает некоторое количество электронов. Каждый электрон имеет массу покоя, равную $m_e \approx 9.11 \times 10^{-31}$ кг. Следовательно, при переходе электронов на шар его суммарная масса увеличивается. Если шар получил $N$ электронов, то его масса увеличится на величину $\Delta m = N \cdot m_e$.

Хотя это изменение массы является чрезвычайно малым и не может быть зафиксировано обычными весами, с физической точки зрения оно реально.

Ответ: Да, масса шара увеличится. Это произойдет потому, что для нейтрализации его положительного заряда на него перейдут электроны из тела человека, а каждый электрон обладает массой.