Номер 47.37, страница 174 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 47. Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда. Глава 7. Электрические явления - номер 47.37, страница 174.

47.37 [1197] Почему рекомендуется в опытах по электростатике различные наэлектризованные тела подвешивать не на простых, а на шёлковых нитях? (Оборудование следует держать сухим.)

Решение

В экспериментах по электростатике основной задачей является изучение взаимодействия статических электрических зарядов. Для этого необходимо, чтобы заряды на исследуемых телах сохранялись как можно дольше. Если заряженное тело будет соприкасаться с проводником, заряд с него стечёт, и эксперимент будет невозможен. Поэтому для изоляции заряженных тел от окружающих предметов их подвешивают на нитях.

Требование к материалу нити — он должен быть хорошим электрическим изолятором (диэлектриком), то есть не проводить электрический ток.

Сравним свойства шёлковых и «простых» нитей:

• Шёлковая нить. Шёлк — это материал животного происхождения (белок фиброин), который является отличным диэлектриком. Он обладает очень высоким удельным сопротивлением и плохо проводит электрический заряд.
• Простая нить. Под «простыми» нитями обычно подразумевают нити растительного происхождения, например, хлопчатобумажные или льняные. Эти материалы состоят из целлюлозы и обладают свойством гигроскопичности — они активно поглощают водяные пары из воздуха. Молекулы воды, особенно при наличии в них растворённых солей (которые всегда присутствуют в воздухе и на поверхностях), значительно повышают электропроводность материала. Таким образом, влажная хлопковая нить становится проводником, и заряд с подвешенного тела будет быстро стекать через нить на штатив и далее в окружающую среду.

Указание в скобках «Оборудование следует держать сухим» прямо указывает на проблему, связанную с влажностью. Влажный воздух и влажные поверхности способствуют утечке зарядов. Использование шёлковых нитей, которые в меньшей степени поглощают влагу и сами по себе являются превосходным изолятором, позволяет свести утечку заряда к минимуму и обеспечить «чистоту» эксперимента.

Ответ: Шёлковые нити рекомендуется использовать потому, что шёлк является очень хорошим электрическим изолятором (диэлектриком). В отличие от простых нитей (например, хлопковых), которые гигроскопичны (впитывают влагу из воздуха) и из-за этого становятся проводниками электричества, сухая шёлковая нить надёжно изолирует наэлектризованное тело, предотвращая быструю утечку заряда. Это является критически важным условием для проведения достоверных опытов по электростатике.