Чтобы понять эту задачу, давайте разберемся с основными понятиями.
1. Заряд электрически нейтрального тела
Электрически нейтральное тело имеет равное количество положительных и отрицательных зарядов. При электризации, если тело теряет электроны, то его заряд становится положительным.
2. Количество потерянных электронов
В задаче указано, что тело потеряло \( 4 \times 10^{10} \) электронов.
3. Заряд одного электрона
Заряд одного электрона равен приблизительно \( -1,6 \times 10^{-19} \) кулонов (Кл).
4. Рассчитаем общий заряд, который потеряло тело
Чтобы найти общий заряд (\( Q \)), который потеряно телом, нужно умножить количество потерянных электронов на заряд одного электрона:
\[ Q = n \cdot e \]
где:
- \( n \) — количество потерянных электронов (\( 4 \times 10^{10} \)),
- \( e \) — заряд одного электрона (\( -1,6 \times 10^{-19} \) Кл).
Теперь подставим значения:
\[ Q = (4 \times 10^{10}) \cdot (-1,6 \times 10^{-19}) = -6,4 \times 10^{-9} \text{ Кл} \]
Поскольку тело потеряло электроны, его заряд станет положительным, и можно записать результат как:
\[ Q = +6,4 \times 10^{-9} \text{ Кл} \]
5. Изменение массы тела
Теперь давайте рассмотрим изменение массы тела. Потеря всех электронов ведет к уменьшению массы тела, так как электроны имеют массу, хотя и очень маленькую. Масса одного электрона приблизительно равна \( 9,11 \times 10^{-31} \) кг.
Чтобы найти, насколько уменьшилась масса, можно использовать формулу:
\[ \Delta m = n \cdot m_e \]
где:
- \( \Delta m \) — изменение массы,
- \( n \) — количество потерянных электронов (\( 4 \times 10^{10} \)),
- \( m_e \) — масса одного электрона (\( 9,11 \times 10^{-31} \) кг).
Подставим данные в формулу:
\[ \Delta m = (4 \times 10^{10}) \cdot (9,11 \times 10^{-31}) \approx 3,644 \times 10^{-20} \text{ кг} \]
Итак, тело потеряло массу примерно \( 3,644 \times 10^{-20} \) кг, что является очень маленьким значением, но всё же масса уменьшилась.
Итог:
- Заряд тела после электризации составил \( +6,4 \times 10^{-9} \) Кл.
- Масса тела уменьшилась на примерно \( 3,644 \times 10^{-20} \) кг.