Явление электризации тел.

Тела, способные после натирания притягивать легкие предметы, называют наэлектризованными. Степень электризации тел в результате взаимного трения характеризуется величиной и знаком электрического заряда, полученного телом. Например, эбонитовая палочка, потертая о мех, электризуется отрицательно, а стеклянная палочка, потертая о шелк, электризуется положительно.     Знак заряда тел в результате электризации определяется тем, что одни вещества при трении отдают электроны, а другие их присоединяют.      В атомах тех веществ, где электрон находится далеко от ядра и слабо с ним связан (например, в стекле), энергия связи электрона с атомом мала. Электрон может легко оторваться от атома. Атом при этом превращается в положительный ион, а вещество (стеклянная палочка) заряжается положительно.     В других веществах (например, в шелке) ядро атома сильно удерживает электрон. Атом этого вещества может присоединить к себе дополнительный электрон, образуя отрицательный ион. Вещество (шелк) при этом заряжается отрицательно. В результате трения стекло заряжается положительно, а шелк — отрицательно. Иными словами, электрические заряды не создаются и не исчезают, они лишь перераспределяются между контактирующими телами.Система тел, которая. не взаимодействует с окружающими телами, называется замкнутой или изолированной системой тел.     Явление электризации тел подчиняется закону сохранения электрического заряда: во всех явлениях электризации тел в замкнутой системе суммарный электрический заряд сохраняется.     Многочисленные опыты показывают, что тела, имеющие электрические заряды одинакового знака, взаимно отталкиваются, а тела, имеющие заряды противоположного знака, взаимно притягиваются.     На основе взаимодействия зарядов одинакового знака работают приборы: электроскоп и электрометр, с помощью которых можно обнаружить наличие заряда и определить его знак.

Вопрос №28  Взаимодействие точечных зарядов. Закон кулона.

Закон кулона

Закон Куло́на — это закон о взаимодействии точечных электрических зарядов. Был открыт Шарлем Кулоном в 1785 году. Проведя большое количество опытов с металлическими шариками, Шарль Кулон дал такую формулировку закона:

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Следовательно, силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов направлены вдоль прямой, соединяющей эти заряды.

Вопрос №29

Принцип суперпозиции сил взаимодействия точечных зарядов:

В опытах Кулона измеря­лись силы взаимодействия заряжен­ных шаров. На тонкой проволоке была подвешена стеклянная палочка, с двумя металлическими шарами на концах. Одному из них сообщался электрический заряд, против него устанавливался другой неподвижный шар. Сила взаимодействия заряженных шаров определялась по углу поворота стеклянной палочки, закручивающей нить подвеса. Рас­стояние между центрами шаров не­трудно было измерить. У Кулона не было метода изме­рения заряда на шарах. Но он при­менил интересный прием дробления заряда. Исходя из принципа симмет­рии, Кулон пришел к выводу, что при соприкосновении металлического ша­ра с зарядом q с незаряженным шаром такого же радиуса электриче­ский заряд разделяется на две рав­ные части и на каждом из шаров оказывается заряд q/2. Из опытов Кулона по измерению сил взаимодействия между заряженными шариками следовало, что мо­дуль F, силы взаимодействия двух неподвижных шаров прямо пропор­ционален произведению модулей за­рядов |q1| и |q2| и обратно пропор­ционален квадрату расстояния r между ними. Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Справедливость этого закона под­тверждена с огромной точностью всей совокупностью исследований электромагнитных явлений. Хотя Кулон производил опыты с шариками конечных размеров и точ­ность эксперимента была невелика, ему удалось точно сформулировать основной закон электростатики: два точечных неподвижных электрических заряда взаимодействуют в вакууме с силой, пропорциональной произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Справедливость этого закона под­тверждена с огромной точностью всей совокупностью исследований электромагнитных явлений. Принцип суперпозиции. Опыт по­казывает, что сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов q1 и q2 не изменяется при появлении около них третьего заряда q3, четвер­того q4 и т. д. Силы взаимодействия F12, F12,..., F1n заряда q1 с каждым из зарядов q2,.... qn определяются по закону Кулона, а результирую­щая сила взаимодействия F1 являет­ся геометрической суммой векторов сил, с которыми взаимодействует заряд q1 с каждым из этих зарядов: F1 = F12 + F13 + …F1n Независимость электрического взаимодействия двух точечных за­рядов от присутствия других зарядов свидетельствует о том, что для сил электростатического взаимодействия справедлив принцип суперпозиции.