Номер 1, страница 160 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 6. Электрические явления. Параграф 39. Делимость электрического заряда. Задание 37 - номер 1, страница 160.

Условие.

1. Как вы объясните, что незаряженный лёгкий шарик из фольги сначала притягивается к наэлектризованной палочке и касается её, а потом от неё отталкивается?

Решение.

Данное явление объясняется двумя последовательными физическими процессами: электростатической индукцией и электризацией через контакт.

Сначала рассмотрим процесс притяжения. Когда наэлектризованную палочку (для примера, пусть она будет заряжена отрицательно) подносят к незаряженному шарику из фольги, её электрическое поле вызывает перераспределение свободных зарядов внутри шарика. Фольга является проводником, поэтому свободные электроны в ней могут легко перемещаться. Под действием отрицательно заряженной палочки электроны в шарике отталкиваются и смещаются на дальнюю от палочки сторону. В результате сторона шарика, ближайшая к палочке, приобретает избыточный положительный заряд, а дальняя — избыточный отрицательный. Этот процесс называется электростатической индукцией. Несмотря на то, что шарик в целом остаётся электрически нейтральным, из-за этого разделения зарядов он начинает притягиваться к палочке. Сила притяжения между отрицательным зарядом палочки и индуцированным положительным зарядом на ближней стороне шарика оказывается больше, чем сила отталкивания между палочкой и индуцированным отрицательным зарядом на дальней стороне. Это происходит потому, что сила электростатического взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния ($F \sim 1/r^2$). Таким образом, возникает результирующая сила притяжения, и шарик движется к палочке.

Когда шарик касается палочки, происходит второй процесс — электризация через контакт (проводимость). Часть избыточного заряда с палочки переходит на шарик. В нашем примере, часть избыточных электронов с палочки перейдёт на шарик, в результате чего шарик приобретёт суммарный отрицательный заряд. Теперь и палочка, и шарик заряжены одноимённо (оба отрицательно). Согласно основному закону электростатики, одноимённые заряды отталкиваются. Поэтому между палочкой и шариком возникает сила отталкивания, которая заставляет шарик отлететь от палочки.

Ответ: Незаряженный шарик сначала притягивается к заряженной палочке из-за явления электростатической индукции: в шарике под действием поля палочки перераспределяются заряды, и его ближняя к палочке сторона приобретает противоположный по знаку заряд, что приводит к притяжению. После касания палочки шарик получает от неё часть заряда и становится заряженным одноимённо с палочкой. Так как одноимённые заряды отталкиваются, шарик отталкивается от палочки.