Номер 6, страница 116 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

6. Сформулируйте закон сохранения электрического заряда. Каковы условия применимости этого закона?

Сформулируйте закон сохранения электрического заряда

Закон сохранения электрического заряда — это фундаментальный закон природы, который гласит, что в любой электрически изолированной (замкнутой) системе алгебраическая сумма всех электрических зарядов остается постоянной.

Это означает, что электрические заряды не могут возникать из ничего или бесследно исчезать. Они могут только перераспределяться между телами системы или возникать и исчезать парами (например, рождение пары электрон-позитрон, где суммарный заряд равен нулю: $(-e) + (+e) = 0$).

Математически закон сохранения заряда для системы из n тел можно выразить следующей формулой:

$q_1 + q_2 + q_3 + \dots + q_n = \text{const}$

или в более общей форме:

$\sum_{i=1}^{n} q_i = \text{const}$

где $q_i$ — заряд i-го тела в системе.

Ответ: В электрически изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной (сохраняется).

Каковы условия применимости этого закона?

Закон сохранения электрического заряда является универсальным и выполняется во всех известных физических процессах. Однако для его применения к конкретной системе тел необходимо выполнение одного ключевого условия: система должна быть электрически изолированной (или замкнутой).

Электрически изолированная система — это система тел, которая не обменивается электрическими зарядами с телами и полями, не входящими в эту систему. Иными словами, через условную границу, отделяющую систему от внешней среды, не должны проходить потоки заряженных частиц.

На практике абсолютная изоляция недостижима, но во многих задачах реальные системы можно с высокой степенью точности считать изолированными. Например, при кратковременном взаимодействии двух заряженных проводников, подвешенных на шелковых нитях (диэлектрик), утечкой заряда в окружающий воздух можно пренебречь и считать систему замкнутой.

Ответ: Единственным условием применимости закона сохранения заряда к рассматриваемой системе тел является ее электрическая изоляция (замкнутость), то есть отсутствие обмена зарядами с внешней средой.