Домашнее задание, страница 113 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

Подвесьте на нитях на одинаковой высоте две стальные иголки. Поднесите к ним, не касаясь, постоянный магнит. Опишите и объясните наблюдаемое явление.

Решение

Этот эксперимент демонстрирует явление магнитной индукции и взаимодействие намагниченных тел.

Описание наблюдаемого явления

Когда к подвешенным на нитях стальным иголкам подносят постоянный магнит, не касаясь их, происходят следующие изменения:

1. Обе иголки притягиваются к магниту. Они отклоняются от своего первоначального вертикального положения и выстраиваются вдоль невидимых линий магнитного поля, указывая на магнит.

2. Одновременно с этим иголки начинают отталкиваться друг от друга. Их нижние, свободно висящие концы, расходятся в стороны. Чем ближе магнит, тем сильнее проявляются оба эффекта.

Объяснение явления

Наблюдаемые эффекты объясняются способностью ферромагнитных материалов (к которым относится сталь) намагничиваться в наружном магнитном поле.

1. Магнитная индукция и притяжение. Постоянный магнит создает вокруг себя магнитное поле. Попадая в это поле, стальные иголки, которые изначально не были магнитами, сами становятся временными магнитами. Этот процесс называется магнитной индукцией. На том конце каждой иголки, который находится ближе к полюсу поднесенного магнита, индуцируется (создается) противоположный магнитный полюс. Например, если к иголкам поднести северный полюс (N) магнита, то на ближних к нему концах иголок возникнут южные полюса (S). Согласно основному закону магнетизма, разноименные полюса притягиваются. Именно эта сила притяжения (между полюсом N магнита и индуцированными полюсами S на иголках) заставляет иголки отклоняться в сторону магнита.

2. Взаимодействие намагниченных иголок. Поскольку обе иголки находятся в одном и том же магнитном поле, они намагничиваются одинаковым образом. В нашем примере у обеих иголок верхние концы стали южными полюсами (S), а нижние, соответственно, северными (N). Теперь иголки представляют собой два одинаково ориентированных магнита, висящих рядом. Их одноименные полюса оказываются рядом: верхние южные полюса (S) находятся рядом друг с другом, и нижние северные полюса (N) также находятся рядом. Так как одноименные магнитные полюса отталкиваются, между иголками возникает сила отталкивания. Эта сила заставляет их нижние концы расходиться в стороны.

Таким образом, конечное положение иголок является результатом равновесия нескольких сил: силы тяжести, силы притяжения к постоянному магниту и силы магнитного отталкивания друг от друга.

Ответ: При поднесении магнита стальные иголки намагничиваются под действием его поля (магнитная индукция). В результате они притягиваются к магниту, так как на их ближних к магниту концах образуются полюса противоположного знака. Одновременно иголки отталкиваются друг от друга, так как они намагничиваются одинаково, и их одноименные полюса (например, нижние концы) отталкиваются.