Номер 8, страница 12, часть 2 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 6. Электрические явления. Параграф 35. Объяснение электрических явлений. Закон сохранения электрического заряда - номер 8, страница 12.

Условие.

8. К незаряженному медному шарику, висящему на шёлковой нити, подносят сбоку, не касаясь его, положительно заряженное тело. В результате нить отклоняется от вертикали — шарик притягивается к телу. Рассмотрите это явление и ответьте на вопросы.

а) Какой заряд образуется на ближней к телу стороне шарика?

б) Какой заряд образуется на дальней от тела стороне шарика?

в) Какой из образовавшихся зарядов будет сильнее взаимодействовать с заряженным телом? Почему?

Решение.

а) Какой заряд образуется на ближней к телу стороне шарика?

Происходит явление электростатической индукции. Медный шарик является проводником, и в нем содержатся свободные электроны. Под действием электрического поля положительно заряженного тела, свободные электроны (имеющие отрицательный заряд) притягиваются к этому телу и перемещаются на ближнюю к нему сторону шарика. Таким образом, на ближней стороне шарика возникает избыток электронов, что создает отрицательный заряд.

Ответ: Отрицательный заряд.

б) Какой заряд образуется на дальней от тела стороне шарика?

Вследствие перемещения свободных электронов на ближнюю сторону шарика, на его дальней стороне возникает их недостаток. Атомы меди, от которых "ушли" электроны, становятся положительными ионами. В результате на дальней от тела стороне шарика образуется избыточный положительный заряд. При этом шарик в целом остается электронейтральным, так как заряды лишь перераспределились внутри него.

Ответ: Положительный заряд.

в) Какой из образовавшихся зарядов будет сильнее взаимодействовать с заряженным телом? Почему?

Сила электростатического взаимодействия зависит от расстояния между зарядами, что описывается законом Кулона: $F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$. Согласно этой формуле, чем меньше расстояние $\text{r}$ между зарядами, тем больше сила $\text{F}$ взаимодействия.

Индуцированный отрицательный заряд на ближней стороне шарика находится на меньшем расстоянии от внешнего положительно заряженного тела, чем индуцированный положительный заряд на дальней стороне. Поэтому сила притяжения между внешним телом и отрицательным зарядом на шарике будет больше, чем сила отталкивания между внешним телом и положительным зарядом. Именно преобладание силы притяжения над силой отталкивания и является причиной того, что шарик в целом притягивается к телу.

Ответ: Сильнее будет взаимодействовать отрицательный заряд, образовавшийся на ближней стороне шарика, так как он находится на меньшем расстоянии от заряженного тела, а сила взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния.