Юный техник 1969-10, страница 39

электроскопа. Если листочки электроскопа отклоняться не будут, значит заряды дисков противоположны и скомпенсировали действие друг друга.

Этот факт многократно и тщательно проверялся и позволил сформулировать следующее утверждение: если два разнородных тела сначала соприкасались, а затем были удалены Друг от друга, то каждое из них приобретает равный по величине, но противоположный по знаку заряд.

Таким образом, электризация трением объясняется появлением зарядов при контакте разнородных тел. При этом трение обеспечивает тесный контакт между соприкасающимися телами.

Первый количественный закон электростатики был открыт в 1785 году Кулоном. Он изучал силу взаимодействия между зарядами и нашел, что сила взаимодействия между точечными зарядами обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Крутильные весы Кулона сложны, и повторить его опыт трудно. Проще воспользоваться идеей Кавен-диша, который на несколько лет раньше, чем Кулон, пришел к тому же самому выводу. На заряд внутри пустотелой проводящей и к тому же заряженной сферы действуют все заряды, расположенные на самой сфере. Действие заряда на любой заряд внутри сферы

■ Эксперимент ■

будет взаимно скомпенсировано только в том случае, если сила взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния между взаимодействующими зарядами. Это легко доказать, суммируя действие зарядов в одинаковых противоположных телесных углах, заключающих в себе части сферы.

Основываясь на идее Ка-

вендиша, можно провести следующий опыт. Заряженный металлический шарик на изолирующей ручке вставляется внутрь незаряженной металлической сферы и касается ее внутренней поверхности. Заряды с шарика перейдут на сферу, и шарик окажется незаряженным. Понятно, если закон обратного квадрата не действует, то на вынутом шарике окажется некото

рый заряд. Его можно обнаружить при помощи электроскопа.

Сам Кавендиш проделал подобный эксперимент,

имея заряженный шар и два незаряженных полушария. После того как шар побывал внутри и был с ними в контакте, на шаре заряда обнаружить не удалось.

Максвелл проделал опыт с большой точностью и получил, что двойка в законе Кулона имеет погрешность

не более чем ± -^q.

Первым практическим применением знаний по электростатике был, пожалуй, громоотвод. Заметили, что между острием и заряженным телом хорошо проскакивает искра, и предложили воспользоваться «силой остриев», дабы защитить дома, церкви, корабли от ударов молнии. Большую работу в этой области провел петербургский академик Г. В. Рихман совместно с М. В. Ломоносовым. Опыты с молнией оказались небезопасными. Рихман был убит во время наблюдений грозы, которую он исследовал при помощи своей «громовой машины» у себя на квартире (1753 год).

Опыты по электризации, предложенные вам, совсем не опасны, но проводить их трудно. Прежде всего нужны хорошие изолирующие материалы. Кроме того, окружающий воздух должен быть сухим.

матически и с большой точностью? Для простоты предположите, что трактор движется с постоянной скоростью.

Взгляните на чертеж (стр. 35). Большой диск вращается с постоянной угловой скоростью, малый катится по нему без скольжения. К оси малого диска подсоединен датчик тяги, так что расстояние между точкой касания дисков и осью вращения большого диска в каждый момент времени пропорционально значению тяги. Изменение этого расстояния изобразим на графике, по оси абсцисс которого отложено время. Сравним этот график с графиком тяги трактора, по оси абсцисс которого отложен пройденный им путь (пропорциональный времени в силу постоянства скорости). Графики отличаются друг от друга лишь масштабами, и, значит, очерченные ими площади пропорциональны.

Обратимся вновь к нашему прибору. Вот малый диск смещается к самому краю большого — счетчик его оборотов работает все быстрее. Вот малый диск идет к центру большого — обороты накапливаются медленнее. Теперь уж нетрудно прийти к выводу: общее число оборотов малого диска пропорционально площади графика — его расстояния от оси большого диска. Таким образом, задача решена — сконструирован интегратор — прибор, измеряющий площадь различных криволинейных графиков.