Номер 958, страница 103 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Электрические явления. 38. Электризация тел при соприкосновении. Два рода зарядов. Электроскоп. Электрическое поле. Делимость электрического заряда. Электрон. Строение атомов. Объяснение электрических явлений - номер 958, страница 103.

Решение.

На незаряженную каплю воды действуют две основные силы: сила тяжести, направленная вертикально вниз, и сила со стороны электрического поля. Для того чтобы капля находилась в равновесии и не падала, на нее должна действовать электрическая сила, направленная вверх и равная по модулю силе тяжести.

Хотя капля в целом электрически нейтральна, вода является полярным диэлектриком. Под действием внешнего электрического поля, созданного пластинами, происходит поляризация капли. Это означает, что на поверхности капли перераспределяются заряды: та часть капли, что находится ближе к положительно заряженной верхней пластине, приобретает избыточный отрицательный заряд, а та часть, что ближе к отрицательной нижней пластине, — избыточный положительный заряд.

В результате на эти наведенные (индуцированные) заряды начинают действовать электрические силы. Положительная верхняя пластина притягивает к себе отрицательно заряженную верхнюю часть капли (сила направлена вверх). В то же время отрицательная нижняя пластина притягивает положительно заряженную нижнюю часть капли (сила направлена вниз).

Суммарная электрическая сила оказывается направленной вверх. Это происходит из-за того, что электрическое поле между пластинами не является идеально однородным, и сила взаимодействия зависит от расстояния. Сила притяжения между зарядами на верхней пластине и индуцированными отрицательными зарядами на капле оказывается больше, чем сила притяжения между зарядами на нижней пластине и индуцированными положительными зарядами. В результате возникает результирующая электрическая сила, направленная вверх. Эта сила и компенсирует силу тяжести, удерживая каплю в воздухе.

Ответ: Капля не падает, так как в электрическом поле она поляризуется: её верхняя часть становится заряженной отрицательно, а нижняя — положительно. В результате возникает направленная вверх электрическая сила, которая уравновешивает действующую на каплю силу тяжести.