Номер 18, страница 44 - гдз по физике 8 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

IV. Электрический заряд. Электрическое поле. Выполняем тест - номер 18, страница 44.

Условие.

18. Потёртую о мех эбонитовую палочку поднесли к двум одинаково заряженным гильзам. Сила, действующая со стороны палочки на первую гильзу:

1) меньше силы, действующей на вторую гильзу

2) больше силы, действующей на вторую гильзу

3) равна силе, действующей на вторую гильзу

Решение.

Решение

При трении эбонитовой палочки о мех она приобретает отрицательный электрический заряд. Гильзы, согласно условию, заряжены одинаково. Из рисунка видно, что гильзы отталкиваются от палочки, следовательно, их заряд имеет тот же знак, что и заряд палочки, то есть отрицательный.

Сила электростатического взаимодействия между заряженными телами описывается законом Кулона. Для двух точечных зарядов эта сила определяется формулой:

$F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$

где $\text{F}$ – модуль силы взаимодействия, $q_1$ и $q_2$ – величины зарядов, $\text{r}$ – расстояние между зарядами, а $\text{k}$ – коэффициент пропорциональности.

Из этой формулы следует, что сила взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния между телами. То есть, чем меньше расстояние, тем больше сила.

В данном опыте заряды палочки ($q_{палочки}$) и гильз ($q_{гильзы}$) постоянны. Пусть расстояние от палочки до первой (ближней) гильзы равно $r_1$, а до второй (дальней) – $r_2$. Из рисунка очевидно, что $r_1 < r_2$.

Сила, действующая на первую гильзу, $F_1 = k \frac{|q_{палочки} q_{гильзы}|}{r_1^2}$.

Сила, действующая на вторую гильзу, $F_2 = k \frac{|q_{палочки} q_{гильзы}|}{r_2^2}$.

Поскольку $r_1 < r_2$, то знаменатель в выражении для силы $F_1$ меньше, чем в выражении для силы $F_2$. Следовательно, $F_1 > F_2$.

Таким образом, сила, действующая со стороны палочки на первую гильзу, больше силы, действующей на вторую гильзу.

Ответ: 2) больше силы, действующей на вторую гильзу.