Номер 4.7, страница 20 - гдз по физике 8 класс задачник Артеменков, Ломаченков

IV. Электрический заряд. Электрическое поле - номер 4.7, страница 20.

Условие.

4.7 Определите знак электрического заряда шарика, изображённого на рисунке 9?

Рис. 9

Решение.

Решение

Для того чтобы определить знак электрического заряда шарика, на котором стоит знак вопроса, необходимо проанализировать его взаимодействие с двумя другими шариками, заряды которых известны.

На рисунке изображены три шарика. Два из них подвешены на нитях: левый шарик имеет отрицательный заряд (обозначен знаком «–»), а правый — положительный заряд (обозначен знаком «+»). Третий шарик с неизвестным зарядом находится на подставке под ними.

Из рисунка видно, что оба подвешенных шарика отклонились от вертикального положения в стороны, противоположные центральному шарику. Это означает, что на них действует сила отталкивания со стороны шарика с неизвестным зарядом.

1. Рассмотрим взаимодействие неизвестного шарика с левым, отрицательно заряженным шариком. Поскольку отрицательный шарик отталкивается, это означает, что силы электростатического взаимодействия между ними являются силами отталкивания. Согласно закону Кулона, тела с одноименными (одинаковыми по знаку) зарядами отталкиваются. Следовательно, чтобы отталкивать отрицательный заряд, шарик со знаком вопроса должен быть заряжен отрицательно.

2. Теперь рассмотрим взаимодействие неизвестного шарика с правым, положительно заряженным шариком. Этот шарик также отталкивается от шарика со знаком вопроса. Чтобы отталкивать положительный заряд, шарик со знаком вопроса должен быть заряжен положительно.

В результате мы приходим к логическому противоречию: с одной стороны, заряд неизвестного шарика должен быть отрицательным, а с другой — положительным. Один и тот же объект не может иметь одновременно и положительный, и отрицательный заряд. Таким образом, ситуация, изображенная на рисунке, физически невозможна. Электрический заряд одного знака не может отталкивать и положительные, и отрицательные заряды. Нейтральное тело могло бы притягивать оба заряженных шарика (за счёт явления электростатической индукции), но не отталкивать их.

Можно сделать вывод, что в условии задачи или в рисунке допущена ошибка.

Ответ: Определить знак электрического заряда шарика на основании представленного рисунка невозможно, так как изображенная на нем ситуация физически противоречива. Согласно законам электростатики, заряженное тело не может одновременно отталкивать как положительно, так и отрицательно заряженные тела.