ГДЗ по физике, 8 класс, Перышкин, номер 24.1: Двигатель внутреннего сгорания

План решения:

Для ответа на вопросы необходимо опираться на электронную теорию строения вещества и закон сохранения заряда. Мы разберём каждый пункт последовательно: сначала механизм переноса зарядов при контакте и трении, затем понятие изолированной системы и формулировку закона, и наконец — явления поляризации и индукции.

Вычисление и объяснение по пунктам:

1. Механизм электризации при соприкосновении.

   В атомах электроны удерживаются ядром, но внешние электроны могут быть слабо связаны. Когда два тела приводятся в плотный контакт, электроны с одного тела (где они слабее связаны или где их избыток) переходят на другое тело. В результате одно тело теряет электроны и приобретает положительный заряд (q>0), а другое получает лишние электроны и заряжается отрицательно (q<0). Заряды распределяются так, чтобы потенциалы тел стали равными.

2. Равенство модулей зарядов при трении.

   Это прямое следствие закона сохранения заряда. Если система из двух тел изначально была нейтральной, то суммарный заряд Q_{системы} =q₁+q₂=0. Следовательно, q₁=-q₂. Это означает, что количество электронов, покинувших первое тело, точно равно количеству электронов, прибывших на второе. Поэтому модули зарядов равны, а знаки противоположны.

3. Роль трения в электризации.

   Само по себе трение не создаёт заряды «из ничего». Его роль заключается в увеличении площади контакта между поверхностями тел и обеспечении более тесного сближения молекул. Это облегчает переход электронов от одного тела к другому за счёт сил межмолекулярного взаимодействия. Без трения (просто лёгкое касание) площадь реального контакта микроскопических неровностей поверхностей может быть недостаточной для заметного перераспределения заряда.

4. Определение электрически изолированной системы.

   Электрически изолированная система — это совокупность тел, которые не обмениваются электрическими зарядами с внешними объектами. То есть ни один заряд не входит в систему и не выходит из неё. Внутри такой системы заряды могут перераспределяться между телами, но алгебраическая сумма всех зарядов остаётся постоянной.

5. Закон сохранения электрического заряда.

   Алгебраическая сумма электрических зарядов всех тел, входящих в замкнутую (изолированную) систему, остаётся неизменной при любых процессах внутри этой системы. Математически это записывается как: ∑Ni=1q_i=const или для начального и конечного состояний: q₁+q₂+...+q_N=q′₁+q′₂+...+q′_N

6. Притяжение нейтральных тел к заряженным.

   Это явление обусловлено поляризацией. Под действием электрического поля заряженного тела в нейтральном теле происходит смещение зарядов: электроны притягиваются к положительно заряженному телу (или отталкиваются от отрицательного). На ближней стороне нейтрального тела индуцируется заряд, противоположный по знаку заряду внешнего тела, а на дальней — одноимённый. Поскольку сила Кулона зависит от расстояния (Fbacksim1/r²), притяжение к ближайшему противоположному заряду сильнее, чем отталкивание от дальнего одноимённого. Итоговая сила оказывается силой притяжения.

7. Электростатическая индукция.

   Электростатическая индукция (влияние) — это процесс перераспределения свободных зарядов в проводнике под действием внешнего электрического поля. При внесении заряженного тела рядом с незаряженным проводником, на одной стороне проводника скапливается заряд, противоположный по знаку заряду внешнего тела, а на другой — одноимённый. Если затем разделить проводник на две части, каждая из них окажется заряженной.

Проверка:

Все ответы согласуются с фундаментальными принципами электростатики: дискретностью заряда, законом сохранения заряда и законом Кулона. Объяснения механизмов притяжения и индукции корректно учитывают векторный характер сил и зависимость силы от расстояния.