Номер 11, страница 11, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 13. Электризация тел. Носители электрического заряда - номер 11, страница 11.

Условие.

11. Капелька воды, на которой есть избыток электронов, «зависла» над заряженной металлической пластинкой. Сделайте в тетради схематический рисунок, на котором укажите заряды капельки и пластины, а также изобразите все силы, действующие на покоящуюся капельку.

Решение.

1. Определение знаков зарядов капельки и пластины

По условию, на капельке воды есть избыток электронов. Поскольку электрон является частицей с отрицательным зарядом, то капелька воды, имеющая их избыток, будет заряжена отрицательно.

Капелька «зависла» над пластиной, то есть находится в состоянии равновесия. Это означает, что действие силы тяжести, направленной вертикально вниз, скомпенсировано другой силой, направленной вертикально вверх. В данном случае этой силой является электрическая сила со стороны заряженной пластины.

Чтобы электрическая сила, действующая на отрицательно заряженную капельку, была направлена вверх, она должна быть силой притяжения к пластине, расположенной внизу. Электрическое притяжение возникает между телами с разноимёнными зарядами. Следовательно, металлическая пластина должна быть заряжена положительно.

2. Силы, действующие на покоящуюся капельку

На покоящуюся капельку действуют две силы:
• Сила тяжести $\vec{F_т}$ — направлена вертикально вниз к центру Земли. Её модуль равен $F_т = mg$, где $\text{m}$ — масса капельки.
• Электрическая сила $\vec{F_э}$ — направлена вертикально вверх, так как отрицательно заряженная капля притягивается к положительно заряженной пластине.

Так как капелька находится в состоянии покоя, то по первому закону Ньютона, векторная сумма всех действующих на неё сил равна нулю:
$\vec{F_т} + \vec{F_э} = 0$
Это означает, что силы равны по модулю и противоположны по направлению: $F_т = F_э$.

3. Схематический рисунок

Схематический рисунок, иллюстрирующий данную ситуацию:

Ответ:

Капелька воды, имея избыток электронов, заряжена отрицательно. Чтобы она находилась в равновесии, расположенная под ней металлическая пластина должна быть заряжена положительно. На покоящуюся капельку действуют две равные по модулю и противоположные по направлению силы: направленная вниз сила тяжести $\vec{F_т}$ и направленная вверх электрическая сила $\vec{F_э}$. Схематический рисунок представлен выше.