Номер 36, страница 30, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 14. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона - номер 36, страница 30.

Условие.

36. Предложите опыты, с помощью которых можно сравнить заряды двух наэлектризованных тел.

Решение.

Для сравнения зарядов двух наэлектризованных тел можно предложить несколько опытов, основанных на наблюдении за силой электростатического взаимодействия. Величина этой силы напрямую зависит от величины взаимодействующих зарядов.

Опыт 1: Использование электрометра или электроскопа

Электрометр — это прибор, который позволяет обнаружить электрический заряд и судить о его величине по углу отклонения стрелки. Опыт проводится в несколько этапов. Сначала необходимо убедиться, что электрометр не заряжен (его стрелка на нуле). Затем нужно коснуться шара электрометра первым наэлектризованным телом. Часть заряда перейдет на прибор, и его стрелка отклонится на некоторый угол $ \alpha_1 $. Чем больше заряд, тем больше угол отклонения. Зафиксировав это показание, следует разрядить электрометр, прикоснувшись к его шару рукой. После того как стрелка вернется на ноль, нужно повторить процедуру со вторым наэлектризованным телом и измерить новый угол отклонения $ \alpha_2 $. Сравнив полученные углы, можно сделать вывод о величинах зарядов. Если $ \alpha_1 > \alpha_2 $, то модуль заряда первого тела больше модуля заряда второго. Если $ \alpha_1 < \alpha_2 $, то модуль заряда второго тела больше. Если углы примерно равны ($ \alpha_1 \approx \alpha_2 $), то и модули зарядов тел приблизительно одинаковы.

Ответ: Заряды двух тел можно сравнить, поочередно прикасаясь ими к незаряженному электрометру и сравнивая углы отклонения его стрелки. Большему углу отклонения соответствует больший по модулю заряд.

Опыт 2: Сравнение по силе взаимодействия

Этот метод основан на законе Кулона, согласно которому сила взаимодействия $ F $ между двумя зарядами ($ q_1 $ и $ q_2 $) прямо пропорциональна их величинам: $ F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2} $, где $ r $ — расстояние между ними. Для опыта понадобится легкий шарик (например, из фольги), подвешенный на длинной непроводящей нити. Этот шарик нужно предварительно зарядить — он будет играть роль пробного заряда. Сначала к подвешенному шарику подносят на строго определенное расстояние $ r $ первое наэлектризованное тело. Под действием силы электростатического взаимодействия шарик отклонится на некоторый угол $ \theta_1 $. Затем первое тело убирают, а на то же самое расстояние $ r $ подносят второе наэлектризованное тело. Шарик отклонится на новый угол $ \theta_2 $. Поскольку пробный заряд шарика и расстояние в обоих случаях одинаковы, сила взаимодействия будет прямо пропорциональна заряду исследуемого тела. Угол отклонения, в свою очередь, характеризует силу взаимодействия. Сравнивая углы, мы сравниваем и заряды: если $ \theta_1 > \theta_2 $, то модуль заряда первого тела больше; если $ \theta_1 < \theta_2 $, то модуль заряда второго тела больше; если углы равны, то и модули зарядов равны.

Ответ: Заряды двух тел можно сравнить, поднося их поочередно на одно и то же расстояние к легкому заряженному шарику на подвесе и сравнивая углы его отклонения. Больший угол отклонения свидетельствует о большем по модулю заряде.