Номер 12.2, страница 68 - гдз по физике 8-11 класс учебник, задачник Гельфгат, Генденштейн

Задачи. Электричество и магнетизм. 12. Электростатика - номер 12.2, страница 68.

Условие.

12.2. В каких случаях два одноименно заряженных тела могут притягиваться?

Решение.

Решение 2.

Два одноименно заряженных тела, вопреки основному правилу электростатики, могут притягиваться. Это явление возможно благодаря электростатической индукции и происходит при определенных условиях.

Рассмотрим два тела с одноименными зарядами, например, положительными $Q_1$ и $Q_2$. Для возникновения притяжения необходимо, чтобы тела не были точечными, а имели конечные размеры, и чтобы величина одного заряда была значительно больше другого, например, $|Q_1| \gg |Q_2|$.

Когда тело с большим зарядом $Q_1$ подносят на близкое расстояние к телу с меньшим зарядом $Q_2$ (которое является проводником или диэлектриком), электрическое поле тела 1 вызывает перераспределение зарядов в теле 2. На стороне тела 2, которая находится ближе к телу 1, концентрируется индуцированный (наведенный) заряд противоположного знака ($-q$). Соответственно, на дальней стороне тела 2 возникает избыток заряда того же знака, что и у $Q_1$ (к собственному заряду $Q_2$ добавляется индуцированный заряд $+q$).

В результате взаимодействия между телами можно выделить несколько ключевых сил:
1. Сила притяжения между зарядом $Q_1$ и индуцированным зарядом $-q$ на ближней стороне тела 2.
2. Сила отталкивания между зарядом $Q_1$ и суммарным положительным зарядом на теле 2 (его собственный заряд $Q_2$ и индуцированный заряд $+q$ на дальней стороне).

Согласно закону Кулона, сила взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния между зарядами. Поскольку индуцированный отрицательный заряд $-q$ расположен ближе к $Q_1$, чем положительные заряды тела 2, сила притяжения может оказаться больше суммарной силы отталкивания. Если это условие выполняется, то результирующая сила будет направлена в сторону притяжения.

Таким образом, притяжение возможно при совокупности условий: заряд одного тела должен быть значительно больше заряда другого, расстояние между телами должно быть достаточно малым, и тело с меньшим зарядом должно быть протяженным и способным к поляризации (перераспределению зарядов).

Ответ: Два одноименно заряженных тела могут притягиваться, если заряд одного из них значительно превышает заряд другого, и они находятся на достаточно близком расстоянии. Притяжение возникает из-за электростатической индукции: сила притяжения большего заряда к индуцированному им на ближней стороне другого тела заряду противоположного знака оказывается сильнее, чем сила отталкивания от одноименного заряда этого тела.