Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 11468
2019-11-17 
Стеклянную палочку натирают шелком и проносят вблизи от мелких обрезков бумаги, фольги и т. д., которые притягиваются к палочке (известный демонстрационный опыт). Тем самым доказывается, что подвергнутая трению о шелк стеклянная палочка приобрела новое качество: по принятой терминологии наэлектризовалась.
Возникает вопрос, не противоречит ли этот опыт закону Кулона? Ведь обрезки не заряжены - это следует из того, что друг с другом они не взаимодействуют. А если заряд тела равен нулю, то по закону Кулона сила взаимодействия этого тела с любым другим - в том числе и с заряженной стеклянной палочкой - равна нулю.
Решение:
Противоречия нет. Закон Кулона справедлив исключительно для точечных зарядов. Нейтральное же тело любых размеров, находясь в неоднородном электростатическом поле, принципиально не является точечным зарядом с величиной заряда, равной нулю. В силу явления электростатической индукции под действием внешнего поля от источника А, для определенности положительного, на нейтральном теле В произойдет перераспределение зарядов. Тело станет аналогом диполя. Положительный и отрицательный заряды на нем одинаковы, но последние ближе к телу А, сила их притяжения к А превосходит силу отталкивания положительных зарядов (поле зарядов тела А - неоднородно!). В целом тело В притягивается к телу А.
Перераспределение зарядов, их пространственное разобщение на теле В стали возможны исключительно потому, что тело В имеет конечные размеры. Следовательно, в данном случае размеры тела В существенно влияют на его взаимодействие с телом А. А коль скоро так (см. задачу 11467), тело В не есть точечный заряд, и закон Кулона к нему непосредственно не применим.
Данный случай является убедительным примером неудовлетворительности следующего широко распространенного определения: "Точечным зарядом называется заряженное тело, размеры которого пренебрежимо малы сравнительно с расстояниями до других заряженных тел".
В рассмотренном случае размеры тела В могут быть в тысячу или миллион раз меньше его расстояния до тела А. Размеры тела В можно довести до размера одной молекулы. И все-таки точечным зарядом оно не станет.
Стеклянную палочку натирают шелком и проносят вблизи от мелких обрезков бумаги, фольги и т. д., которые притягиваются к палочке (известный демонстрационный опыт). Тем самым доказывается, что подвергнутая трению о шелк стеклянная палочка приобрела новое качество: по принятой терминологии наэлектризовалась.
Возникает вопрос, не противоречит ли этот опыт закону Кулона? Ведь обрезки не заряжены - это следует из того, что друг с другом они не взаимодействуют. А если заряд тела равен нулю, то по закону Кулона сила взаимодействия этого тела с любым другим - в том числе и с заряженной стеклянной палочкой - равна нулю.
Решение:
Противоречия нет. Закон Кулона справедлив исключительно для точечных зарядов. Нейтральное же тело любых размеров, находясь в неоднородном электростатическом поле, принципиально не является точечным зарядом с величиной заряда, равной нулю. В силу явления электростатической индукции под действием внешнего поля от источника А, для определенности положительного, на нейтральном теле В произойдет перераспределение зарядов. Тело станет аналогом диполя. Положительный и отрицательный заряды на нем одинаковы, но последние ближе к телу А, сила их притяжения к А превосходит силу отталкивания положительных зарядов (поле зарядов тела А - неоднородно!). В целом тело В притягивается к телу А.
Перераспределение зарядов, их пространственное разобщение на теле В стали возможны исключительно потому, что тело В имеет конечные размеры. Следовательно, в данном случае размеры тела В существенно влияют на его взаимодействие с телом А. А коль скоро так (см. задачу 11467), тело В не есть точечный заряд, и закон Кулона к нему непосредственно не применим.
Данный случай является убедительным примером неудовлетворительности следующего широко распространенного определения: "Точечным зарядом называется заряженное тело, размеры которого пренебрежимо малы сравнительно с расстояниями до других заряженных тел".
В рассмотренном случае размеры тела В могут быть в тысячу или миллион раз меньше его расстояния до тела А. Размеры тела В можно довести до размера одной молекулы. И все-таки точечным зарядом оно не станет.
