Чтобы понять, во сколько раз уменьшился модуль заряда шара 1 в результате описанного опыта, давайте рассмотрим каждый этап.
- Первый контакт (шар 1 и шар 2):
- Шар 1 имеет заряд ( +q ).
- Шар 2 имеет заряд ( -9.1q ).
После соприкосновения, заряды перераспределяются, и если мы примем за ( Q ) суммарный заряд, то:
[
Q = q - 9.1q = -8.1q
]
Поскольку шары одинаковы и распределение зарядов равномерное, каждый из них получит по половине суммарного заряда:
[
Q_1' = Q_2' = \frac{-8.1q}{2} = -4.05q
]
После соприкосновения заряд шара 1 составляет ( -4.05q ).
- Второй контакт (шар 1 и шар 3):
- Шар 3 имеет заряд ( -5q ).
Теперь шар 1 имеет заряд ( -4.05q ) и шар 3 имеет заряд ( -5q ). Снова суммируем заряды:
[
Q = -4.05q - 5q = -9.05q
]
Здесь каждый шар получит половину:
[
Q_1'' = Q_3' = \frac{-9.05q}{2} = -4.525q
]
На данный момент заряд шара 1 стал ( -4.525q ).
Теперь вычислим отношение первоначального заряда шара 1 к конечному:
[
\frac{|q|}{|-4.525q|} = \frac{1}{4.525} \approx 0.221
]
Для определения, во сколько раз уменьшился заряд, подсчитаем:
[
\frac{1}{0.221} \approx 4.5
]
Таким образом, модуль заряда шара 1 уменьшился в 4.5 раза.
Ответ: в 4.5 раз.