Номер 379, страница 60 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Проводники и непроводники электричества. Закон Кулона. Электрическое поле - номер 379, страница 60.

Условие.

► 379. Исследуйте, как на металлическом шаре, надетом на стержень электрометра, уменьшить заряд в 2 раза, используя другой таких же размеров незаряженный шар из металла. Можно ли выполнить эти задания, если шары будут из стекла?

Решение.

Уменьшение заряда металлического шара

Дано:

Шар 1 (металлический) на электрометре, начальный заряд $q_1 = q$.
Шар 2 (металлический), идентичный по размерам, начальный заряд $q_2 = 0$.

Найти:

Способ, позволяющий уменьшить заряд на шаре 1 в два раза, чтобы его конечный заряд стал $q'_1 = q/2$.

Решение:

Металлы являются проводниками, что означает наличие в них свободных носителей заряда (электронов), которые могут перемещаться по всему объему проводника. Электрометр измеряет величину заряда на шаре.
Чтобы уменьшить заряд на первом шаре в два раза, необходимо привести его в соприкосновение со вторым, незаряженным, шаром. Второй шар следует держать за изолирующую ручку, чтобы заряд не ушел в землю через тело человека.
Когда два проводящих шара соприкасаются, они образуют единую проводящую систему. Согласно закону сохранения электрического заряда, суммарный заряд системы до и после соприкосновения остается неизменным. Изначально суммарный заряд системы равен $Q = q_1 + q_2 = q + 0 = q$.
Поскольку шары являются проводниками и имеют одинаковые размеры, после соприкосновения общий заряд $\text{q}$ распределится между ними поровну. Таким образом, на каждом шаре окажется заряд $q'_1$ и $q'_2$:
$q'_1 = q'_2 = Q/2 = q/2$.
После того как шары разъединят, на первом шаре, соединенном с электрометром, останется заряд, равный половине первоначального. Стрелка электрометра отклонится на меньший угол, показывая уменьшение заряда.

Ответ: Необходимо коснуться заряженного металлического шара на электрометре другим таким же, но незаряженным металлическим шаром (удерживая его за изолирующую ручку). После этого заряд на первом шаре уменьшится в два раза.

Возможность выполнения для стеклянных шаров

Стекло является диэлектриком (изолятором). В диэлектриках, в отличие от проводников, практически нет свободных носителей заряда. Все электроны прочно связаны с атомами и не могут свободно перемещаться по объему материала.
Если привести заряженный стеклянный шар в соприкосновение с незаряженным стеклянным шаром, значительного перераспределения заряда не произойдет. Передача заряда возможна только в точке касания, но этот заряд не сможет равномерно распределиться по поверхности второго шара из-за отсутствия свободных носителей. В результате заряд первого шара практически не изменится.
Таким образом, выполнить данное задание со стеклянными шарами невозможно.

Ответ: Нет, выполнить это задание со стеклянными шарами нельзя, так как стекло является диэлектриком и не позволяет зарядам свободно перераспределяться между телами.