Меняется ли масса тела после его электризации?

Да, масса тела после его электризации может измениться, но это изменение настолько мало, что в обычных условиях его практически невозможно заметить или измерить.

Чтобы понять почему, нужно вспомнить, как происходит электризация тел.

Почему при электризации изменяется масса?

Любое вещество состоит из атомов, в состав которых входят протоны, нейтроны и электроны. Протоны имеют положительный электрический заряд, электроны — отрицательный, а нейтроны электрически нейтральны.

При обычной электризации, например трением или соприкосновением, происходит переход электронов с одного тела на другое. При этом:

• Если тело получает дополнительные электроны, оно приобретает отрицательный заряд. Поскольку электроны обладают массой, масса такого тела немного увеличивается.

• Если тело теряет электроны, оно приобретает положительный заряд. Вместе с электронами тело теряет часть массы, поэтому его масса немного уменьшается.

Таким образом, изменение массы связано с тем, что электроны обладают не только электрическим зарядом, но и собственной массой.

Насколько сильно изменяется масса?

Масса одного электрона составляет приблизительно:

Это чрезвычайно маленькая величина.

Например, представим, что тело получило отрицательный электрический заряд величиной 1 микрокулон (1 мкКл).

Для этого ему необходимо получить приблизительно $6{,}24\cdot10^{12}$ дополнительных электронов.

Увеличение массы за счёт этих электронов составит:

Это настолько незначительное изменение, что даже очень точные обычные весы его не обнаружат.

Есть ли другие причины изменения массы?

Согласно теории относительности Эйнштейна, энергия также связана с массой формулой:

При электризации энергия электростатического поля тела может изменяться. Следовательно, если учитывать полную энергию тела вместе с его электрическим полем, возникает дополнительный вклад в изменение массы:

Поэтому при очень точном физическом рассмотрении изменение массы определяется не только количеством полученных или потерянных электронов, но и изменением энергии системы.

Однако в обычных школьных задачах этот дополнительный эффект не учитывают.

Вывод

При электризации масса тела действительно изменяется: при получении электронов она увеличивается, а при потере электронов — уменьшается. Это объясняется тем, что электроны имеют массу и при электризации могут переходить от одного тела к другому.

При этом изменение массы настолько ничтожно, что в повседневной жизни им можно пренебречь. Поэтому в большинстве практических расчётов массу тела до и после электризации считают одинаковой.