Проводим опыты, страница 116 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Электрические явления. Параграф 28. Электрическое поле. Вспомните - страница 116.

Условие.

Наэлектризуйте о волосы расчёску, после чего коснитесь ею маленького кусочка ваты (пушинки). Что при этом произойдёт с ватой? Стряхните пушинку с расчёски и, когда она окажется в воздухе, заставьте её парить на одной и той же высоте, подставляя снизу на некотором расстоянии наэлектризованную расчёску. Почему пушинка не падает? Что удерживает её в воздухе?

Решение.

Что при этом произойдёт с ватой?

При трении о волосы расчёска приобретает электрический заряд (как правило, отрицательный). Кусочек ваты (пушинка) изначально электрически нейтрален. Когда заряженную расчёску подносят к пушинке, происходит явление электростатической индукции: в молекулах ваты смещаются заряды, и та её сторона, что ближе к расчёске, приобретает заряд противоположного знака (положительный), а дальняя — того же знака (отрицательный). Поскольку сила взаимодействия между зарядами зависит от расстояния, сила притяжения между расчёской и ближней (положительно заряженной) стороной пушинки оказывается больше, чем сила отталкивания от дальней (отрицательно заряженной) стороны. В результате возникает суммарная сила притяжения, и пушинка прилипает к расчёске.

Ответ: Кусочек ваты притянется к наэлектризованной расчёске и прилипнет к ней.

Почему пушинка не падает? Что удерживает её в воздухе?

В момент соприкосновения с расчёской пушинка получает от неё часть заряда (происходит электризация через контакт). В итоге и расчёска, и пушинка оказываются заряжены одноимённо (в нашем примере — отрицательно). Согласно основному закону электростатики, одноимённые заряды отталкиваются. Когда мы стряхиваем пушинку и подносим снизу ту же расчёску, на пушинку со стороны расчёски начинает действовать сила электростатического отталкивания $F_{эл}$, направленная вертикально вверх. Эта сила противодействует силе тяжести $F_{тяж} = mg$, которая направлена вертикально вниз. На определённом расстоянии между расчёской и пушинкой эти силы могут уравновесить друг друга, то есть стать равными по величине: $F_{эл} = F_{тяж}$. Когда силы скомпенсированы, равнодействующая сила, приложенная к пушинке, становится равной нулю, и она зависает в воздухе, то есть левитирует.

Ответ: Пушинку удерживает в воздухе сила электростатического отталкивания, возникающая между ней и одноимённо заряженной расчёской. Эта сила уравновешивает силу тяжести, не давая пушинке упасть.