Номер 11.19, страница 58 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 11. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона - номер 11.19, страница 58.

Условие.

11.19. Сохраняется ли сумма модулей зарядов всех тел в электрически изолированной системе?

Решение.

Решение

Нет, сумма модулей зарядов всех тел в электрически изолированной системе, в общем случае, не сохраняется. В электрически изолированной системе сохраняется только алгебраическая сумма зарядов. Это утверждение известно как закон сохранения электрического заряда.

Закон сохранения электрического заряда гласит, что для любой электрически изолированной системы тел алгебраическая сумма их зарядов есть величина постоянная:

$\sum_{i} q_i = q_1 + q_2 + \dots + q_n = \text{const}$

Величина же, представляющая собой сумму модулей зарядов, $\sum_{i} |q_i|$, не обязана сохраняться.

Рассмотрим пример, доказывающий это.

Пусть электрически изолированная система состоит из двух первоначально нейтральных тел (например, эбонитовой палочки и куска меха). Их заряды до взаимодействия равны нулю: $q_1 = 0$ и $q_2 = 0$.

Алгебраическая сумма зарядов в начальном состоянии: $\sum q_i = q_1 + q_2 = 0 + 0 = 0$.

Сумма модулей зарядов в начальном состоянии: $\sum |q_i| = |q_1| + |q_2| = |0| + |0| = 0$.

Теперь приведем тела в контакт и потрем их друг о друга (процесс электризации трением). В результате часть электронов перейдет с меха на палочку. Палочка приобретет отрицательный заряд $q'_1 = -q$, а мех — равный по модулю положительный заряд $q'_2 = +q$. Система при этом осталась электрически изолированной, так как обмена зарядами с внешней средой не было.

Проверим суммы зарядов в конечном состоянии:

Алгебраическая сумма зарядов: $\sum q'_i = q'_1 + q'_2 = (-q) + (+q) = 0$. Как и ожидалось, алгебраическая сумма сохранилась.

Сумма модулей зарядов: $\sum |q'_i| = |q'_1| + |q'_2| = |-q| + |+q| = q + q = 2q$.

Поскольку в результате электризации $q > 0$, то конечная сумма модулей зарядов $\text{2q}$ не равна начальной, которая была равна 0. Это наглядно демонстрирует, что сумма модулей зарядов в электрически изолированной системе не сохраняется.

Ответ: Нет, сумма модулей зарядов в электрически изолированной системе не сохраняется. Сохраняется только алгебраическая сумма зарядов.