Пойдем самым простым У поверхности земли сила будет равна F = mg = 3*10 = 30 Ньютонов.
Здесь расстояние до центра Земли равно ее радиусу (6400 км). А нам надо удалиться на такое расстояние от центра Земли, чтобы сила упала вдвое (и стала не 30 а 15 Ньютонов). Так как по закону всемирного тяготения сила обратно пропорциональна КВАДРАТУ расстояния, расстояние надо увеличить в корень из двух раз
Новое расстояние будет 1.41*6400 км
Ну а чтоб найти высоту, надо вычесть из этого расстояния радиус земли
Если линейку потёрли – то она будет заметно притягиваться или отталкиваться от заряженного тела, поскольку часть её электронов с поверхности во время трения срывается трущей поверхностью – и она заряжается положительно.
Если линейку не тереть – то она будет нейтральным диэлектриком.
Тем не менее, в поле достаточно сильно заряженного тела линейка будет притягиваться. Хотя наведённых зарядов на диэлектрике образоваться не может, тем не менее, любой диэлектрик (и деревянная линейка в частности) – поляризуется в поле заряженного тела.
Выясним это подробнее.
Любая сложная молекула (а молекулы остатков органических клеток древесины достаточно сложны) – полярна. Т.е. в какой-то её части имеется достаточно ярко выраженный положительный заряд, а в какой-то другой её части – равный по модулю, но противоположный, т.е. отрицательный заряд. В любом теле молекулы имеют некоторую степень свободы. Так что если они и не могут в электрическом поле повернуться полностью – они могут немного «повернуть голову», так что положительные заряды всех полярных молекул окажутся в среднем ближе к отрицательному потенциалу (полюсу) внешнего поля; а отрицательные заряды – напротив, ближе к положительному потенциалу (полюсу) внешнего поля.
Когда у нас имеется только одно заряженное (например, положительно) тело, то тогда все отрицательные полюса молекул линейки немного приблизятся к телу, а все положительные наоборот отдалятся от него. А стало быть, притяжение диэлектрика станет сильнее его отталкивания от заряженного тела. Точно такие же рассуждения можно провести и для отрицательно заряженного тела.
Общий вывод: диэлектрики притягиваются в область сгущения силовых линий поля.
Более известным фактом является притяжение нейтральных проводников в область сгущения силовых линий.
Кроме того, можно добавить, что притяжение диэлектриков тем сильнее, чем больше их диэлектрическая проницаемость. И сила притяжения диэлектриков пропорциональна величине (1–1/ε).
Например, у воды диэлектрическая проницаемость ε≈80, так что (1–1/ε)≈0.988, а значит, капельки воды притягиваются к сильно заряженным телам почти точно так же, как и шарики алюминия.
У оргстекла или дерева (материалы для линейки) диэлектрическая проницаемость ε≈3, так что (1–1/ε)≈0.65, а значит, неметаллические линейки притягиваются к сильно заряженным телам в 1.5 раза слабее металлических.
F = mg = 3*10 = 30 Ньютонов.
Здесь расстояние до центра Земли равно ее радиусу (6400 км). А нам надо удалиться на такое расстояние от центра Земли, чтобы сила упала вдвое (и стала не 30 а 15 Ньютонов). Так как по закону всемирного тяготения сила обратно пропорциональна КВАДРАТУ расстояния, расстояние надо увеличить в корень из двух раз
Новое расстояние будет 1.41*6400 км
Ну а чтоб найти высоту, надо вычесть из этого расстояния радиус земли
ответ h = 0.41*6400 = 2624 км
Если линейку не тереть – то она будет нейтральным диэлектриком.
Тем не менее, в поле достаточно сильно заряженного тела линейка будет притягиваться. Хотя наведённых зарядов на диэлектрике образоваться не может, тем не менее, любой диэлектрик (и деревянная линейка в частности) – поляризуется в поле заряженного тела.
Выясним это подробнее.
Любая сложная молекула (а молекулы остатков органических клеток древесины достаточно сложны) – полярна. Т.е. в какой-то её части имеется достаточно ярко выраженный положительный заряд, а в какой-то другой её части – равный по модулю, но противоположный, т.е. отрицательный заряд. В любом теле молекулы имеют некоторую степень свободы. Так что если они и не могут в электрическом поле повернуться полностью – они могут немного «повернуть голову», так что положительные заряды всех полярных молекул окажутся в среднем ближе к отрицательному потенциалу (полюсу) внешнего поля; а отрицательные заряды – напротив, ближе к положительному потенциалу (полюсу) внешнего поля.
Когда у нас имеется только одно заряженное (например, положительно) тело, то тогда все отрицательные полюса молекул линейки немного приблизятся к телу, а все положительные наоборот отдалятся от него. А стало быть, притяжение диэлектрика станет сильнее его отталкивания от заряженного тела. Точно такие же рассуждения можно провести и для отрицательно заряженного тела.
Общий вывод: диэлектрики притягиваются в область сгущения силовых линий поля.
Более известным фактом является притяжение нейтральных проводников в область сгущения силовых линий.
Кроме того, можно добавить, что притяжение диэлектриков тем сильнее, чем больше их диэлектрическая проницаемость. И сила притяжения диэлектриков пропорциональна величине (1–1/ε).
Например, у воды диэлектрическая проницаемость ε≈80,
так что (1–1/ε)≈0.988, а значит, капельки воды притягиваются к сильно заряженным телам почти точно так же, как и шарики алюминия.
У оргстекла или дерева (материалы для линейки) диэлектрическая проницаемость ε≈3, так что (1–1/ε)≈0.65, а значит, неметаллические линейки притягиваются к сильно заряженным телам в 1.5 раза слабее металлических.