W czasie odrywania paska taśmy klejącej...- Zadanie 1: NOWE Odkryć fizykę 2. Zakres podstawowy

Rozwiązanie

$a)$

Uzasadnienie:

Zadaniem naszym jest określenie, w którą stronę przepłynęły elektrony, które są nośnikami ładunku elektrycznego, jeżeli pasek taśmy po oderwaniu miał ładunek równy:

$q_{1} = - 3 nC$

Zauważmy, że elektron ma ładunek ujemny $- e$ . Oznacza to, że ciało posiadające nadmiar elektronów ma ładunek ujemny. Skoro więc pasek taśmy, po oderwaniu od rolki taśmy, ma ładunek ujemny, to musiał zyskać elektrony. Wyciągamy więc wniosek, że elektrony przepłynęły z rolki taśmy na pasek.

Odpowiedź:

Skoro pasek taśmy na ładunek ujemny, to oznacza, że zyskał elektrony po oderwaniu. Zatem elektrony przepłynęły od rolku do paska taśmy.

$b)$

Uzasadnienie:

Z treści zadania odczytujemy:

▶ ładunek, jaki odpłynął z rolki na pasek: $q_{1} = - 3 nC$

Dodatkowo przyjmujemy, że przed oderwaniem paska rolka była elektrycznie obojętna, zatem ładunek rolki na początku wynosił:

$Q = 0 nC$

Zauważmy, że zgodnie z zasadą zachowania ładunku całkowity ładunek izolowanego układu ciał jest stały. Oznacza to, że suma ładunków oderwanego paska i rolki musi być równa ładunkowi rolki na początku:

$Q = q_{1} + q_{2}$

gdzie:

$Q$ - ładunek rolki na początku,

$q_{1}$ - ładunek oderwanego paska,

$q_{2}$ - ładunek rolki po oderwaniu paska.

Wówczas:

$Q = q_{1} + q_{2} ∣ - q_{1}$

$Q - q_{1} = q_{2}$

$q_{2} = Q - q_{1}$

Wprowadzamy dane i obliczamy:

$q_{2} = 0 nC - (- 3 nC) = 0 nC + 3 nC = 3 nC$

Mamy więc wniosek, że rolka uzyskała ładunek dodatni o wartości $+ 3 nC$ .

Odpowiedź:

Rolka przed oderwaniem paska była elektrycznie obojętna, a podczas oderwania paska przepłynęły z niej elektrony na pasek o łącznym ładunku $- 3 nC$ . Zatem, zgodnie z zasadą zachowania ładunku, rolka zyskała ładunek dodatni o wartości $+ 3 nC$ .