Номер 11.8, страница 58 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 11. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона - номер 11.8, страница 58.

Условие.

11.8. В каком случае два взаимодействующих заряженных шарика можно считать точечными зарядами?

Решение.

Два взаимодействующих заряженных шарика можно считать точечными зарядами в том случае, когда расстояние между ними значительно больше их собственных размеров (радиусов).

Точечный заряд — это физическая модель, в которой предполагается, что все заряженное тело является материальной точкой, то есть его размерами и формой можно пренебречь. Эта модель позволяет упростить расчеты, в частности, применять закон Кулона в его простейшей форме.

Закон Кулона, описывающий силу взаимодействия между двумя зарядами ($F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$), строго говоря, справедлив именно для точечных зарядов. Когда заряженные тела (например, шарики) имеют конечные размеры и находятся близко друг к другу, на их поверхностях происходит перераспределение зарядов из-за электростатической индукции. Это означает, что центры распределения зарядов смещаются и не совпадают с геометрическими центрами тел. В результате сила взаимодействия отличается от той, что предсказывает закон Кулона для точечных зарядов, расположенных в центрах шариков.

Если же расстояние $\text{r}$ между шариками многократно превышает их радиусы $R_1$ и $R_2$ (то есть выполняется условие $r \gg R_1$ и $r \gg R_2$), то эффектом перераспределения зарядов можно пренебречь. В такой ситуации шарики ведут себя почти как точечные заряды, и закон Кулона дает очень точный результат.

Ответ: Два взаимодействующих заряженных шарика можно считать точечными зарядами, если расстояние между их центрами во много раз превышает их радиусы.