Физика в нашей жизни, страница 138 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Физика в нашей жизни

Задание

Установите соответствие между явлениями и их объяснением.

1 Полы, покрытые линолеумом, пластмассовые поверхности приборов после уборки очень быстро покрываются пылью. На деревянных полах такого количества пыли не оседает

A Тело человека и одежда в результате соприкосновения электризуются. Наибольший заряд образуется в одежде из синтетических материалов в морозный день

2 Топливные баки при перевозке горючих жидкостей заземляют

B Внутри проводников электрического поля нет

3 Порой, прикасаясь к металлическим предметам, вы ощущаете достаточно сильный электрический разряд.

C При трении пластик, органическое стекло, пластмасса электризуются сильнее, чем древесина

4 Корпуса многих приборов металлические – они экранируют приборы от внешних электрических полей, помех, нежелательных сигналов

D Жидкости при трении о твердые поверхности электризуются. Легковоспламеняющиеся жидкости при искровых разрядах могут воспламениться

Игрушка «Вьюга в сфере»

Материалы: пластмассовая прозрачная сфера и пенопластовые шарики.

Опыт № 1

Потрясите сферу и оставьте ее в покое, наблюдайте за пенопластовыми шариками. Сначала шарики прилипают к стенке, затем отскакивают, взлетают и парят в центре прозрачной сферы.

Опыт № 2

Шелковым лоскутом протрите верхнюю часть сферы, предположите, что произойдет с шарами.

Проверьте ваше предположение, изготовив игрушку.

Примечание:

1. Шарики будут парить только в том случае, если сумма их диаметров намного больше или намного меньше диаметра сферы. Если сумма диаметров шариков равна диаметру сферы, то шарики прилипнут к сфере, а потом упадут на дно.

2. Игрушку можно сделать из подручного материала, например: прозрачной погремушки и упаковочного пенопласта. Если пенопласт опустить на 20-30 минут в кипящую воду, то он распадается на шарики. Раскройте погремушку, засыпьте туда шарики и заклейте ее клеем для пластмассовых изделий.

Задание

1. Полы, покрытые линолеумом, пластиковые поверхности приборов после уборки очень быстро покрываются пылью. На деревянных полах такого количества пыли не оседает

Решение: При трении (например, во время сухой уборки) диэлектрические материалы, такие как линолеум и пластик, легко электризуются и приобретают статический заряд. Заряженная поверхность затем притягивает к себе нейтральные частицы пыли за счет явления электростатической индукции. Древесина, хотя и является диэлектриком, электризуется при трении значительно слабее, чем многие виды пластика, поэтому и пыли на нее оседает меньше. Объяснение под буквой C наиболее точно описывает эту разницу.

Ответ: C. При трении пластик, органическое стекло, пластмасса электризуются сильнее, чем древесина.

2. Топливные баки при перевозке горючих жидкостей заземляют

Решение: Во время транспортировки горючие жидкости (например, бензин) плещутся внутри цистерны и трутся о ее стенки. Это трение приводит к накоплению статического электричества. Если заряд станет достаточно большим, может произойти искровой разряд, который способен воспламенить легковоспламеняющиеся пары жидкости и вызвать пожар или взрыв. Заземление цистерны позволяет статическому заряду безопасно стекать в землю, предотвращая его опасное накопление. Объяснение D полностью соответствует этому.

Ответ: D. Жидкости при трении о твердые поверхности электризуются. Легковоспламеняющиеся жидкости при искровых разрядах могут воспламениться.

3. Порой, прикасаясь к металлическим предметам, вы ощущаете достаточно сильный электрический разряд

Решение: Тело человека может накопить значительный статический заряд в результате трения одежды (особенно из синтетических тканей) о тело или о мебель, а также при ходьбе по некоторым покрытиям пола (например, коврам). Это явление наиболее выражено в сухую погоду, например, зимой в отапливаемых помещениях. Когда заряженный человек прикасается к проводящему предмету (дверной ручке, батарее), имеющему другой электрический потенциал, накопленный заряд мгновенно перетекает, создавая короткий электрический ток. Этот разряд мы и ощущаем как неприятный укол или щелчок. Причина накопления заряда на человеке описана в пункте А.

Ответ: A. Тело человека и одежда в результате соприкосновения электризуются. Наибольший заряд образуется в одежде из синтетических материалов в морозный день.

4. Корпуса многих приборов металлические – они экранируют приборы от внешних электрических полей, помех, нежелательных сигналов

Решение: Это явление известно как электростатическая экранировка, а замкнутый металлический корпус представляет собой клетку Фарадея. Во внешнем электростатическом поле свободные электроны в металлическом корпусе перераспределяются так, что создают собственное электрическое поле, которое внутри проводника в точности компенсирует внешнее поле. В результате суммарное электрическое поле внутри полости проводника становится равным нулю. Это свойство используется для защиты чувствительных электронных компонентов прибора от воздействия внешних электрических полей и электромагнитных помех. Принцип этого явления изложен в пункте B.

Ответ: B. Внутри проводников электрического поля нет.

Игрушка «Вьюга в сфере»

Опыт № 1

Решение: Встряхивание сферы вызывает трение легких пенопластовых шариков о ее внутреннюю пластиковую поверхность. В результате этого процесса, называемого электризацией трением, и шарики, и поверхность сферы приобретают электрические заряды. Сначала шарики прилипают к стенке, так как между заряженной стенкой и шариками (которые могли получить противоположный заряд или остаться нейтральными и притянуться за счет поляризации) действуют силы притяжения. При контакте со стенкой шарики приобретают заряд того же знака, что и у стенки. После этого между одноименно заряженными шариками и стенкой начинает действовать сила электростатического отталкивания. Эта сила отталкивает шарики от всех точек внутренней поверхности сферы, заставляя их "взлетать" и концентрироваться в центре, где действие сил уравновешивается. Шарики также отталкиваются друг от друга, что создает эффект парящей "вьюги".

Ответ: Наблюдаемое явление объясняется электризацией тел при трении и последующим электростатическим отталкиванием одноименно заряженных шариков от стенок сферы.

Опыт № 2

Решение (предположение): При натирании внешней поверхности пластиковой сферы шелковым лоскутом сфера получит дополнительный и, вероятно, значительный электрический заряд (согласно трибоэлектрическому ряду, пластик зарядится отрицательно). Этот заряд еще больше усилит электрическое поле внутри сферы. Так как шарики уже заряжены тем же знаком, что и стенки сферы (из опыта №1), увеличение заряда сферы приведет к резкому увеличению силы отталкивания $F$, действующей на каждый шарик. В результате шарики будут отталкиваться от стенок намного сильнее, их движение внутри сферы станет гораздо более интенсивным и хаотичным. Визуально эффект "вьюги" станет более выраженным и динамичным.

Ответ: После натирания сферы шелком шарики внутри начнут двигаться значительно активнее, так как сила электростатического отталкивания между ними и стенками сферы сильно возрастет.