Номер 48.15, страница 176 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 48. Электрическое поле. Глава 7. Электрические явления - номер 48.15, страница 176.

48.15 [1207] На рисунке VII-20 линиями 1 и 2 показаны траектории движения двух одинаковых капелек воды, которые при свободном падении попали в поле заряженного шара. Какая капелька имела больший заряд? Каков знак заряда капелек?

Рис. VII-20

На каждую капельку воды, падающую в электрическом поле заряженного шара, действуют две основные силы: сила тяжести, направленная вертикально вниз, и электрическая сила со стороны шара.

Каков знак заряда капелек?

На рисунке видно, что траектории обеих капелек изгибаются в сторону положительно заряженного шара. Это указывает на то, что между капельками и шаром существует сила электростатического притяжения. Сила притяжения возникает между разноименно заряженными телами. Так как шар заряжен положительно (знак «+»), то капельки должны иметь отрицательный заряд.

Ответ: Знак заряда капелек — отрицательный.

Какая капелька имела больший заряд?

Отклонение капелек от вертикальной траектории свободного падения вызвано действием электрической силы $F_e$. Чем больше эта сила, тем сильнее отклонение. Величина электрической силы, действующей на заряд $q$ в поле заряда $Q$, определяется законом Кулона: $F_e = k \frac{|Q \cdot q|}{r^2}$.

Из рисунка видно, что траектория капельки 1 отклоняется от вертикали значительно сильнее, чем траектория капельки 2. Это означает, что на капельку 1 действует бóльшая электрическая сила. Поскольку капельки одинаковы (значит, их массы равны), а заряд шара $Q$ постоянен, то бóльшая сила может быть обусловлена только бóльшим по модулю зарядом самой капельки. Следовательно, заряд капельки 1 по модулю больше заряда капельки 2 ($|q_1| > |q_2|$).

Ответ: Капелька 1 имела больший заряд.