Номер 2, страница 83 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

2. Возьмите маленький кусочек ватки. Наэлектризуйте пластмассовую расческу или пластмассовую линейку и поднесите ее к ватке. Ватка притянется к наэлектризованному предмету. Резко дернув расческу или линейку, оторвите ватку и быстро поднесите расческу (линейку) под нее. Объясните, почему ватка сначала прилипает к расческе (линейке), а затем плавает в воздухе над ней?

Данное явление объясняется взаимодействием электрических зарядов и происходит в два этапа.

Почему ватка сначала прилипает к расческе (линейке)
Когда пластмассовую расческу наэлектризовывают (например, трением о волосы), она приобретает статический электрический заряд (допустим, отрицательный). Ватка изначально электрически нейтральна, то есть суммарный положительный и отрицательный заряды в ней равны. При поднесении заряженной расчески к нейтральной ватке происходит явление электростатической индукции (или поляризации диэлектрика). Под действием электрического поля расчески в ватке происходит перераспределение зарядов: та часть ватки, что находится ближе к расческе, приобретает заряд, противоположный по знаку заряду расчески (в нашем примере — положительный), а дальняя часть — одноименный заряд (отрицательный). Поскольку сила взаимодействия зарядов обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними (закон Кулона), сила притяжения между расческой и ближней, противоположно заряженной частью ватки оказывается больше, чем сила отталкивания между расческой и дальней, одноименно заряженной частью. В результате возникает результирующая сила притяжения, которая и заставляет ватку прилипнуть к расческе.

Почему ватка затем плавает в воздухе над ней
В момент соприкосновения ватки с расческой происходит электризация через контакт. Часть избыточного заряда с расчески переходит на ватку. В итоге и ватка, и расческа оказываются заряжены одноименно (в нашем примере — обе отрицательно). Согласно основному закону электростатики, одноименные заряды отталкиваются. Поэтому, когда расческу подносят под зарядившуюся ватку, на последнюю начинают действовать две основные силы: сила тяжести $F_{т}$, направленная вертикально вниз, и сила электростатического отталкивания $F_{э}$, направленная вертикально вверх. Если сила отталкивания достаточно велика, чтобы скомпенсировать силу тяжести, ватка будет левитировать ("плавать") в воздухе. Она зависнет на такой высоте, где эти две силы уравновесят друг друга: $F_{э} = F_{т}$.

Ответ: Сначала ватка прилипает к расческе из-за явления электростатической индукции: в нейтральной ватке перераспределяются заряды, и она притягивается к заряженному телу. После контакта ватка получает от расчески одноименный заряд и, в соответствии с законом Кулона, начинает от нее отталкиваться. Если сила электростатического отталкивания уравновешивает силу тяжести, действующую на ватку, она "плавает" в воздухе.