Номер 4, страница 143 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 8. Строение атома. Элементы классической электронной теории. Параграф 39. Диэлектрики в электрическом поле. Вопросы - номер 4, страница 143.

Условие.

4. Почему заряженные тела притягивают к себе лёгкие незаряженные предметы, например мелкие кусочки бумаги?

Решение.

Это явление объясняется электростатической индукцией (или поляризацией диэлектрика). Когда заряженное тело, например, натёртая о волосы пластмассовая расческа, подносится к лёгкому незаряженному предмету, такому как кусочек бумаги, его электрическое поле начинает действовать на заряженные частицы внутри бумаги.

Кусочек бумаги в целом электрически нейтрален, то есть суммарный положительный заряд всех атомных ядер в нём равен суммарному отрицательному заряду всех электронов. Однако под действием внешнего электрического поля происходит смещение этих зарядов. Если расческа заряжена отрицательно, то электроны в молекулах бумаги отталкиваются от неё и смещаются к дальнему краю кусочка бумаги, а положительно заряженные ядра, наоборот, притягиваются и оказываются ближе к расческе. В результате на той стороне кусочка бумаги, которая находится ближе к заряженному телу, возникает избыточный положительный заряд, а на дальней стороне — избыточный отрицательный заряд. Этот процесс разделения зарядов в нейтральном теле под действием внешнего поля и называется электростатической индукцией.

Теперь между заряженным телом и поляризованным кусочком бумаги действуют как силы притяжения (между зарядом тела и противоположным индуцированным зарядом на ближней стороне бумаги), так и силы отталкивания (между зарядом тела и одноимённым индуцированным зарядом на дальней стороне бумаги). Сила электростатического взаимодействия убывает с увеличением расстояния (согласно закону Кулона, $F \sim \frac{1}{r^2}$). Поскольку противоположно заряженная часть бумаги находится ближе к заряженному телу, чем одноимённо заряженная, сила притяжения оказывается больше силы отталкивания. В итоге возникает результирующая сила, которая притягивает лёгкий незаряженный предмет к заряженному телу.

Ответ: Заряженные тела притягивают лёгкие незаряженные предметы из-за явления электростатической индукции. Под действием электрического поля заряженного тела в незаряженном предмете происходит перераспределение зарядов: на ближней к телу стороне концентрируется заряд противоположного знака, а на дальней — одноимённого. Так как сила притяжения к ближним, противоположным по знаку зарядам больше, чем сила отталкивания от дальних, одноимённых зарядов, результирующая сила оказывается силой притяжения.