Номер 3, страница 66 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

3. При расчесывании волос пластмассовая предварительно незаряженная расческа получила заряд $q = \text{6,4} \cdot 10^{-11} \text{ Кл}$. Каких частиц (протонов или электронов) после расчесывания в расческе оказалось больше? Какой заряд получили при электризации волосы? Сколько элементарных зарядов содержит заряд расчески?

Дано:

Заряд расчески: $q = 6,4 \cdot 10^{-11}$ Кл

Элементарный заряд (физическая константа): $e \approx 1,6 \cdot 10^{-19}$ Кл

Найти:

1. Каких частиц (протонов или электронов) стало больше в расческе?

2. Заряд волос — $q_{волос}$?

3. Число элементарных зарядов в заряде расчески — $N$?

Решение:

Каких частиц (протонов или электронов) после расчесывания в расческе оказалось больше?

В условии сказано, что пластмассовая расческа приобрела заряд $q = 6,4 \cdot 10^{-11}$ Кл. Так как это значение положительное, расческа заряжена положительно. При электризации трением между телами происходит обмен электронами, в то время как протоны остаются в ядрах атомов и не перемещаются. Положительный заряд тела означает, что оно потеряло часть своих электронов. Таким образом, в расческе число положительно заряженных протонов стало больше, чем число отрицательно заряженных электронов.

Ответ: В расческе оказалось больше протонов.

Какой заряд получили при электризации волосы?

До расчесывания и расческа, и волосы были электрически нейтральны, поэтому их суммарный заряд был равен нулю. Согласно закону сохранения электрического заряда, в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной. После расчесывания суммарный заряд системы "расческа + волосы" также должен остаться равным нулю.

$q_{расчески} + q_{волос} = 0$

Следовательно, заряд, который получили волосы, равен по величине и противоположен по знаку заряду расчески:

$q_{волос} = -q_{расчески} = -6,4 \cdot 10^{-11}$ Кл

Ответ: Волосы получили заряд $q_{волос} = -6,4 \cdot 10^{-11}$ Кл.

Сколько элементарных зарядов содержит заряд расчески?

Электрический заряд дискретен, то есть любой заряд $q$ кратен элементарному заряду $e$. Это выражается формулой:

$q = N \cdot e$

где $N$ — целое число, показывающее, сколько элементарных зарядов (в данном случае — недостающих электронов) создают заряд тела.

Выразим $N$ из формулы и подставим числовые значения:

$N = \frac{q}{e} = \frac{6,4 \cdot 10^{-11} \text{ Кл}}{1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}} = 4 \cdot 10^{(-11 - (-19))} = 4 \cdot 10^{8}$

Ответ: Заряд расчески содержит $4 \cdot 10^{8}$ элементарных зарядов.