Номер 13, 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 13, страница 11.

Условие.

13. Изменились ли заряды на гильзах в результате опыта (см. рис. 13.9, в)?

На рисунках 13.9, а, б изображён опыт с первоначально заряженными металлическими гильзами, к которым подносят металлический стержень на деревянной ручке и касаются им гильз.

Рис. 13.9

Решение.

13. Изменились ли заряды на гильзах в результате опыта (см. рис. 13.9, в)?

Для ответа на этот вопрос необходимо проанализировать все стадии эксперимента, показанные на рисунках.

Решение:

На рисунке 13.9, а изображено начальное состояние. Две металлические гильзы, подвешенные на нитях, отталкиваются друг от друга. Согласно закону взаимодействия электрических зарядов, тела отталкиваются, если их заряды одноименны (имеют одинаковый знак). Следовательно, изначально обе гильзы были заряжены одноименно (например, обе положительно). Обозначим их заряды как $q_1$ и $q_2$, где $q_1$ и $q_2$ одного знака и не равны нулю.

На рисунке 13.9, б к обеим гильзам одновременно прикасаются металлическим стержнем. Так как стержень является проводником, он, соприкасаясь с гильзами, образует с ними единую проводящую систему. Заряды внутри этой системы перераспределяются.

На рисунке 13.9, в показано конечное состояние после того, как стержень убрали. Гильзы висят вертикально, не взаимодействуя друг с другом. Это означает, что электростатическая сила между ними равна нулю. Сила взаимодействия равна нулю, если заряд хотя бы одного из тел равен нулю. Поскольку гильзы были соединены проводником, их заряды после разъединения должны быть одинаковы (при условии, что гильзы одинаковые). Следовательно, заряды обеих гильз стали равны нулю.

Сравнивая начальное состояние (гильзы заряжены и отталкиваются) и конечное (гильзы не заряжены), мы приходим к выводу, что заряды на гильзах изменились: они уменьшились до нуля. Полная нейтрализация гильз могла произойти, если металлический стержень изначально имел заряд, противоположный по знаку и равный по модулю сумме зарядов гильз ($q_{стержня} = -(q_1 + q_2)$). При контакте общий заряд системы стал равным нулю, что и привело к разрядке гильз.

Ответ: Да, заряды на гильзах в результате опыта изменились. Изначально они были заряжены одноименно и отталкивались, а в конце опыта их заряды стали равны нулю.