Номер 267, страница 47 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Дано:

$q_1 = 1,6 \cdot 10^{-17}$ Кл

$q_2 = 3,2 \cdot 10^{-17}$ Кл

Шары одинаковые

$e = 1,6 \cdot 10^{-19}$ Кл (элементарный заряд)

Найти:

$\text{N}$ - количество перешедших частиц

Вид частиц

Решение:

Согласно закону сохранения электрического заряда, при соприкосновении двух одинаковых проводящих шаров их общий заряд перераспределяется между ними поровну.

1. Сначала найдем общий заряд системы из двух шаров до их соприкосновения:

$Q_{общ} = q_1 + q_2 = 1,6 \cdot 10^{-17} \text{ Кл} + 3,2 \cdot 10^{-17} \text{ Кл} = 4,8 \cdot 10^{-17} \text{ Кл}$

2. После того как шары привели в соприкосновение и развели, заряд на каждом из них стал одинаковым и равным половине общего заряда:

$q' = \frac{Q_{общ}}{2} = \frac{4,8 \cdot 10^{-17} \text{ Кл}}{2} = 2,4 \cdot 10^{-17} \text{ Кл}$

3. Теперь найдем, какой заряд перешел с одного шара на другой. Для этого вычислим изменение заряда одного из шаров, например, первого:

$\Delta q = q' - q_1 = 2,4 \cdot 10^{-17} \text{ Кл} - 1,6 \cdot 10^{-17} \text{ Кл} = 0,8 \cdot 10^{-17} \text{ Кл}$

Модуль этой величины $|\Delta q|$ и есть перешедший с одного шара на другой заряд.

4. В проводниках (в данном случае, металлических шарах) носителями свободного заряда являются электроны, имеющие отрицательный заряд. Поскольку заряд второго шара $q_2$ был более положительным, чем заряд первого шара $q_1$, это означает, что на втором шаре был больший дефицит электронов. При контакте электроны перемещаются от тела с меньшим положительным зарядом (первого шара) к телу с большим положительным зарядом (второму шару) до выравнивания потенциалов. Таким образом, с первого шара на второй перешли электроны.

5. Любой заряд кратен элементарному заряду $\text{e}$. Зная величину перешедшего заряда $|\Delta q|$ и заряд одной частицы (электрона), равный по модулю $\text{e}$, найдем количество перешедших частиц $\text{N}$:

$N = \frac{|\Delta q|}{e} = \frac{0,8 \cdot 10^{-17} \text{ Кл}}{1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}} = 0,5 \cdot 10^{2} = 50$

Следовательно, с первого шара на второй перешло 50 электронов.

Ответ: С одного шара на другой перешло 50 заряженных элементарных частиц. Это электроны.