Номер 13, страница 23 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Электрические явления. ТЗ-9. Электризация тел. Закон Кулона. Электрическое поле. Строение атома - номер 13, страница 23.

Условие.

13. а) Телу сообщили положительный заряд. Как изменится при этом его масса? Почему?

б) Изменится ли масса отрицательно заряженного шарика, если его коснуться рукой? Если изменится, то как?

в) Два одинаковых шарика заряжены разноимённо. Их привели в соприкосновение, а затем вернули в первоначальное положение. Изменились ли при этом заряды и массы шариков?

Решение.

а) Чтобы сообщить телу положительный заряд, с него необходимо удалить некоторое количество электронов. Электрон — это элементарная частица, обладающая массой покоя, равной $m_e \approx 9.11 \cdot 10^{-31}$ кг. Следовательно, при удалении электронов общая масса тела уменьшается. Хотя это изменение массы чрезвычайно мало и незаметно в повседневных условиях, оно физически существует.
Ответ: Масса тела уменьшится, потому что сообщение телу положительного заряда происходит путем удаления с него электронов, каждый из которых имеет массу.

б) Да, масса отрицательно заряженного шарика изменится. Отрицательный заряд означает, что на шарике находится избыточное количество электронов. Тело человека является хорошим проводником и имеет большую электрическую ёмкость, поэтому прикосновение рукой к шарику приводит к его "заземлению". Избыточные электроны перейдут с шарика на тело человека, и шарик разрядится (станет нейтральным). Поскольку шарик потеряет электроны, обладающие массой, его общая масса уменьшится.
Ответ: Да, масса шарика уменьшится.

в) Да, и заряды, и массы шариков изменятся.
Изменение зарядов: При соприкосновении двух одинаковых проводящих шариков их суммарный заряд $Q_{общ} = q_1 + q_2$ перераспределяется между ними поровну. После соприкосновения заряд каждого шарика станет равен $q' = \frac{q_1 + q_2}{2}$. Поскольку начальные заряды $q_1$ и $q_2$ были различны, то и конечные заряды на шариках изменятся.
Изменение масс: Перераспределение заряда происходит за счет движения электронов. Электроны перемещаются от тела с их избытком (отрицательно заряженный шарик) к телу с их недостатком (положительно заряженный шарик). Так как каждый электрон имеет массу, шарик, который теряет электроны (изначально отрицательно заряженный), уменьшает свою массу. Шарик, который получает электроны (изначально положительно заряженный), соответственно, увеличивает свою массу. Таким образом, массы обоих шариков изменяются.
Ответ: Да, заряды и массы обоих шариков изменятся.