Test: Elektrostatyka – poziom łatwy

Zobacz prawo Coulomba.

Przy obliczaniu siły wzajemnego przyciągania dla tych dwóch cząstek należy pamiętać o podstawieniu do wzoru na siłę wartości stałej k  równej 9 ⋅ 10⁹ N ⋅ m²/C² (zobacz: prawo Coulomba).

Siła oddziaływania elektrostatycznego pomiędzy dwoma ciałami jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich ładunków oraz odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości pomiędzy ich środkami. Jeżeli ładunek jednej cząstki zmaleje dziewięciokrotnie, a odległość pomiędzy nimi zmaleje trzykrotnie dostaniemy wówczas, że:

$$\frac{\frac{1}{9} \hspace{.05cm} q_1 \hspace{.05cm} q_2}{(\frac{1}{3} \hspace{.05cm} r)^2} = \frac{\frac{1}{9} \hspace{.05cm}q _1 \hspace{.05cm} q_2}{\frac{1}{9} \hspace{.05cm} r^2} = \frac{q_1 \hspace{.05cm} q_2}{r^2}$$

Oznacza to, że wartość siły F  nie ulegnie zmianie.

Zgodnie z teorią ładunki elektryczne o tym samym znaku odpychają się, z kolei ładunki o znaku przeciwnym - przyciągają. Kierunek siły działającej na każdą z cząstek wskazuje strzałka. Zwróć uwagę, że obydwie strzałki zwrócone są na zewnątrz cząstek, dlatego też oddziaływanie pomiędzy cząstkami musi mieć charakter odpychający. Ponieważ tylko cząstki o tym samym znaku mogą się odpychać, w związku z czym cząstki te mogą być naładowane albo dodatnio, albo ujemnie.

Oddziaływanie elektrostatyczne jest oddziaływaniem wzajemnym, co oznacza, że siła, z jaką oddziaływują na siebie wzajemnie dwa ciała, przyjmuje, dla każdego z ciał, taką samą wartość.

W skład jądra atomowego wchodzą protony oraz neutrony. Protony to cząstki naładowane dodatnio, z kolei neutrony to cząstki obojętne elektrycznie (nie posiadające ładunku elektrycznego). Wielkość ładunku elektrycznego jądra zależy więc tylko od ilości protonów, a ponieważ te są naładowane dodatnio, w związku z czym jądro musi być także dodatnio naładowane.

Elektrony to cząstki, które w przeciwieństwie do protonów oraz neutronów, mogą swobodnie poruszać się w dowolnym ciele stałym, zatem to właśnie one są przenoszone pomiędzy ciałami podczas procesu elektryzowania.

Różnica mas obydwu kul spowodowana jest różną ilością elektronów zgromadzonych na każdej z nich. Kula naładowana ujemnie posiada większą ilość elektronów, niż kula naładowana dodatnio i dlatego też pierwsza kula jest nieznacznie cięższa od kuli drugiej.