Які різниці у масі незарядженої палички з оргскла та масі тієї самої палички, яка заряджена позитивно? Якщо є різниця, то в чому вона полягає?
Пошаговый ответ:
Коли незаряджена паличка знаходиться у нейтральному стані, вона має рівну кількість позитивних і негативних зарядів. Кожна частинка органічного скла має однакову величину позитивних і негативних зарядів, тому сума всіх зарядів на поверхні палички дорівнює нулю.
Однак, коли паличка заряджається позитивно, вона набуває додаткових позитивних зарядів. Це стається шляхом віддалення деяких негативних зарядів на поверхні палички. В результаті, на поверхні зарядженої палички намагаються відштовхуватись позитивні заряди, що призводить до їхньої концентрації на одній стороні палички.
Цей додатковий нерівномірний розподіл зарядів впливає на массу палички. Коли заряджається позитивно, маса палички зменшується. Це відбувається через ефект, відомий як електростатична втрата маси. Заряджений електричний об’єкт з деякою електричною щільністю поверхні взаємодіє з оточуючими зарядженими тілами, що мають свою щільність поверхні. Ця взаємодія створює силу, яка змінює масу системи.
Цей ефект можна пояснити за допомогою формули F=ma, де F — сила, яка діє на об’єкт, m — маса об’єкта, а a — прискорення об’єкта. У випадку незарядженої палички, її маса залишається сталою, оскільки всі додаткові заряди розташовуються в нейтральному стані. Проте, коли паличка заряджена позитивно, додаткові позитивні заряди створюють відштовхувальну силу, яка прискорює їх від поверхні палички. Ця сила залежить від маси системи та прискорення, тому маса системи зарядженої палички зменшується.
У практичних експериментах електростатична втрата маси може бути помічена за допомогою дуже чутливих ваг. Якщо зважити незаряджену паличку з органічного скла, а потім зарядити її позитивно та знову зважити, буде помічено дрібну, але помітну різницю у масі палички.
Отже, різниця у масі незарядженої палички з органічного скла та масі зарядженої позитивно полягає в наявності додаткових позитивних зарядів на поверхні зарядженої палички, що призводить до електростатичної втрати маси палички.