Номер 2, страница 143 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 8. Строение атома. Элементы классической электронной теории. Параграф 39. Диэлектрики в электрическом поле. Задания и упражнения - номер 2, страница 143.

Условие.

2. Эбонитовую палочку, заряженную отрицательно, подносят к листочкам бумаги (см. рис. 122). Почему они притягиваются к палочке?

Рис. 122

Решение.

2. Это явление объясняется электростатической индукцией. Листочки бумаги изначально являются электрически нейтральными, то есть суммарный положительный заряд в них равен суммарному отрицательному заряду.

Когда к нейтральным кусочкам бумаги подносят отрицательно заряженную эбонитовую палочку, ее сильное электрическое поле воздействует на заряженные частицы внутри атомов и молекул бумаги. Бумага является диэлектриком, в котором электроны не могут свободно перемещаться по всему объему, но могут смещаться внутри своих молекул.

Под действием отрицательного заряда палочки, электроны в молекулах бумаги отталкиваются и смещаются на дальний от палочки край молекулы. Соответственно, положительно заряженные атомные ядра оказываются на ближнем к палочке краю. Происходит поляризация диэлектрика: на поверхности бумаги, обращенной к палочке, образуется наведенный (индуцированный) положительный заряд, а на противоположной стороне — наведенный отрицательный заряд.

В результате между отрицательно заряженной палочкой и более близкой к ней положительно заряженной стороной листочков бумаги возникает сила притяжения. Одновременно возникает и сила отталкивания между палочкой и более далекой отрицательно заряженной стороной. Согласно закону Кулона, сила взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния ($F \propto 1/r^2$). Поскольку положительные заряды находятся ближе к палочке, чем отрицательные, сила притяжения оказывается больше силы отталкивания.

Таким образом, результирующая сила, действующая на каждый листочек бумаги, является силой притяжения, и они притягиваются к палочке.

Ответ: Листочки бумаги притягиваются к отрицательно заряженной палочке из-за явления электростатической индукции. Под действием электрического поля палочки в нейтральных кусочках бумаги происходит перераспределение зарядов: положительные заряды смещаются ближе к палочке, а отрицательные — дальше. Так как сила притяжения между разноименными зарядами, находящимися на меньшем расстоянии, больше силы отталкивания между одноименными зарядами, находящимися на большем расстоянии, возникает результирующая сила притяжения.