Номер 10.49, страница 57 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 10. Электризация тел. Проводники и диэлектрики - номер 10.49, страница 57.

Условие.

10.49. Две гильзы, подвешенные на шелковых нитях, притянулись друг к другу и после контакта оттолкнулись друг от друга. Объясните это явление.

Решение.

Решение

Описанное явление объясняется последовательностью физических процессов: электростатической индукции и электризации через контакт.

Притяжение

Начальное притяжение гильз друг к другу происходит, вероятнее всего, потому, что одна из гильз была электрически заряжена, а вторая была нейтральной. Заряженная гильза создает вокруг себя электрическое поле. Под действием этого поля в нейтральной проводящей гильзе происходит перераспределение свободных зарядов: на стороне, ближайшей к заряженному телу, скапливается заряд противоположного знака (индуцированный заряд), а на дальней стороне — заряд того же знака. Это явление называется электростатической индукцией. Поскольку индуцированный заряд противоположного знака находится ближе к заряженной гильзе, чем заряд того же знака, сила притяжения между ними оказывается больше силы отталкивания. В результате возникает результирующая сила, притягивающая гильзы друг к другу.

Контакт и перераспределение заряда

Когда гильзы соприкасаются, они образуют единую проводящую систему. Общий электрический заряд, который до этого был сосредоточен на одной гильзе, перераспределяется между обеими. Часть заряда переходит с заряженной гильзы на нейтральную до тех пор, пока их электрические потенциалы не выровняются. В результате обе гильзы приобретают электрический заряд одного знака. Если гильзы одинаковы по размеру и форме, то первоначальный заряд $\text{q}$ разделится между ними поровну, и каждая гильза будет иметь заряд $q' = q/2$.

Отталкивание

После контакта обе гильзы оказываются заряжены одноименно (зарядами одного знака). Согласно основному закону электростатики (закону Кулона), одноименно заряженные тела отталкиваются. Возникшая сила отталкивания заставляет гильзы разойтись друг от друга.

Ответ: Изначально одна гильза была заряжена, а другая — нейтральна. Вследствие электростатической индукции между ними возникла сила притяжения. После соприкосновения заряд перераспределился, и обе гильзы стали одноименно заряженными, что привело к их взаимному отталкиванию.