Номер 334, страница 51 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Электризация тел. Два рода электрических зарядов. Закон сохранения электрического заряда - номер 334, страница 51.

Условие.

334. В одном из опытов И. Ньютон наблюдал, как кусочки бумаги, помещённые внутри металлического кольца, лежащего на столе и накрытого стеклом, при натирании стекла начинали «плясать». Объясните причину этой электрической «пляски».

Решение.

Это явление объясняется на основе законов электростатики. Процесс можно разбить на несколько этапов, которые циклически повторяются.

1. Электризация стекла. При натирании стекло приобретает статический электрический заряд (например, положительный) из-за трибоэлектрического эффекта. Этот заряд создаёт вокруг себя электрическое поле.

2. Поляризация и притяжение. Кусочки бумаги являются диэлектриками и в целом электрически нейтральны. Под действием электрического поля заряженного стекла в них происходит поляризация: связанные заряды внутри молекул бумаги смещаются. В результате на стороне каждого кусочка, обращённой к стеклу, образуется избыточный заряд противоположного знака (отрицательный), а на противоположной стороне — одноимённого знака (положительный). Сила притяжения между стеклом и ближайшими к нему отрицательными зарядами на бумаге оказывается больше, чем сила отталкивания от более далёких положительных зарядов. Если эта результирующая сила притяжения превосходит силу тяжести, кусочки бумаги подпрыгивают и притягиваются к стеклу.

3. Передача заряда и отталкивание. Прикоснувшись к стеклу, кусочки бумаги получают от него часть заряда путём электропроводности и сами заряжаются одноимённо со стеклом (положительно). Так как одноимённые заряды отталкиваются, между стеклом и бумагой возникает сила отталкивания, которая отбрасывает кусочки вниз.

4. Разрядка. Упав на металлическое кольцо, которое является проводником, кусочки бумаги отдают ему свой избыточный заряд и вновь становятся электрически нейтральными. После этого весь цикл начинается заново.

Таким образом, непрерывное повторение циклов «притяжение — зарядка — отталкивание — разрядка» и создаёт наблюдаемый эффект «электрической пляски».

Ответ: Причиной «пляски» является циклический процесс: 1) притяжение нейтральных кусочков бумаги к наэлектризованному стеклу из-за явления электростатической поляризации; 2) получение бумагой одноимённого заряда от стекла при контакте; 3) отталкивание бумаги от стекла из-за действия кулоновских сил; 4) разрядка бумаги при контакте с проводящим металлическим кольцом, после чего цикл повторяется.