Задание №2
Металлический шар заряжен. Какого знака заряды у шариков одинаковой массы, подвешенных на шелковых нитях?
Анализ условия:
На рисунке изображен металлический шар с отрицательным зарядом (обозначен знаком минус). Рядом с ним находятся два шарика (А и Б), подвешенные на шелковых нитях. Шарики отклонились от вертикали, что указывает на действие электрических сил.
Шарик А отклонился от заряженного шара, что означает, что он отталкивается от него. Шарик Б притянулся к заряженному шару.
Теоретические основы:
1. Закон Кулона: Одноименные заряды отталкиваются, разноименные заряды притягиваются.
2. Электризация: При контакте или индукции заряды могут перераспределяться.
Решение:
1. Определяем заряд шарика А:
Металлический шар имеет отрицательный заряд. Шарик А отталкивается от отрицательно заряженного шара. Согласно закону Кулона, отталкиваются одноименные заряды. Следовательно, шарик А также имеет отрицательный заряд.
2. Определяем заряд шарика Б:Металлический шар имеет отрицательный заряд. Шарик Б притягивается к отрицательно заряженному шару. Согласно закону Кулона, притягиваются разноименные заряды. Следовательно, шарик Б имеет положительный заряд.
Ответ:
Заполним таблицу:
| № шарика | Заряд шарика |
| А | Отрицательный |
| Б | Положительный |
Дополнительные пояснения (для понимания):
Шелковые нити используются для подвешивания шариков, потому что шелк является диэлектриком (не проводит электрический ток), что позволяет шарикам сохранять свой заряд и не разряжаться через нити.
Задание №3
Что имеет большую массу: атом водорода или положительный ион водорода?
Анализ условия:
Нам нужно сравнить массы двух частиц: нейтрального атома водорода и положительного иона водорода.
Теоретические основы:
1. Строение атома: Атом состоит из ядра (протоны и нейтроны) и электронов, движущихся вокруг ядра.
2. Атом водорода: Нейтральный атом водорода (1H) состоит из одного протона в ядре и одного электрона, движущегося вокруг него.
3. Положительный ион водорода: Положительный ион образуется, когда атом теряет один или несколько электронов. В случае водорода, положительный ион водорода (H+) образуется, когда атом водорода теряет свой единственный электрон. Таким образом, H+ — это просто протон.
4. Масса электрона: Масса электрона очень мала по сравнению с массой протона. Масса протона примерно в 1836 раз больше массы электрона.
\[m_p \approx 1836 \cdot m_e\]Решение:
1. Масса атома водорода: Масса атома водорода складывается из массы протона и массы электрона.
\[M_{атома\ H} = m_p + m_e\] 2. Масса положительного иона водорода: Положительный ион водорода (H+) — это протон, так как атом водорода потерял свой электрон. Следовательно, его масса равна массе протона. \[M_{иона\ H^+} = m_p\] 3. Сравнение масс: Сравнивая выражения для масс, мы видим, что масса атома водорода включает в себя массу электрона, которой нет у положительного иона водорода. \[M_{атома\ H} = m_p + m_e\] \[M_{иона\ H^+} = m_p\] Так как \(m_e > 0\), то \(m_p + m_e > m_p\). Следовательно, масса атома водорода больше массы положительного иона водорода на величину массы электрона.Ответ:
Большую массу имеет атом водорода.