Номер 4, страница 178 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 10. Электрический ток в газах, вакууме и полупроводниках. Параграф 48. Виды самостоятельного разряда. Плазма. Задания и упражнения - номер 4, страница 178.

Условие.

4. Ежесекундно на Земле вспыхивает около 100 молний. Каждая молния переносит на поверхность Земли электрический заряд, модуль которого примерно равен 20 Кл. Оцените электрический заряд, который перенесут молнии за одну минуту по всей Земле.

Решение.

Дано:

Частота вспышек молний, $n = 100 \text{ с}^{-1}$

Модуль заряда одной молнии, $q_1 = 20 \text{ кл}$

Промежуток времени, $t = 1 \text{ мин}$

$q_1 = 20 \text{ кл} = 20 \cdot 10^3 \text{ Кл} = 2 \cdot 10^4 \text{ Кл}$
$t = 1 \text{ мин} = 60 \text{ с}$

Найти:

Общий электрический заряд за 1 минуту, $Q_{общ}$ - ?

Решение:

Чтобы оценить общий электрический заряд, переносимый всеми молниями за одну минуту, необходимо выполнить три шага:

1. Найти общее количество молний, вспыхивающих за одну минуту. Для этого умножим частоту вспышек на количество секунд в минуте:

$N = n \cdot t = 100 \text{ с}^{-1} \cdot 60 \text{ с} = 6000 \text{ молний}$

2. Теперь, зная общее количество молний за минуту и заряд, переносимый каждой молнией, можно найти их суммарный заряд. Для этого умножим общее количество молний на заряд одной молнии:

$Q_{общ} = N \cdot q_1$

Подставим значения, используя данные из условия в килокулонах:

$Q_{общ} = 6000 \cdot 20 \text{ кл} = 120000 \text{ кл}$

Также можно было сразу рассчитать общий заряд по формуле, объединяющей все величины:

$Q_{общ} = n \cdot q_1 \cdot t$

Подставим значения в системе СИ:

$Q_{общ} = 100 \text{ с}^{-1} \cdot (2 \cdot 10^4 \text{ Кл}) \cdot 60 \text{ с} = 120 \cdot 10^6 \text{ Кл} = 1.2 \cdot 10^8 \text{ Кл}$

Оба результата эквивалентны, так как $120000 \text{ кл} = 120000 \cdot 10^3 \text{ Кл} = 1.2 \cdot 10^8 \text{ Кл}$.

Ответ: за одну минуту молнии по всей Земле переносят электрический заряд, равный $120000 \text{ кл}$ или $1.2 \cdot 10^8 \text{ Кл}$.