Когда металлический шарик с зарядом ( q ) соприкасается с другим шариком, имеющим заряд ( -3q ), произойдет перераспределение зарядов между ними. Для этого случая можно использовать принцип сохранения заряда.
Обозначим заряды на шариках после их контакта как ( q_1 ) и ( q_2 ). При контакте общая сумма зарядов остаётся постоянной:
[
q + (-3q) = q_1 + q_2
]
Сумма зарядов перед контактом равна ( -2q ):
[
-q_1 + q_2 = -2q
]
Если шарики равны по размеру и имеют одинаковую проводимость (так как они металлические), то после контакта их заряды равномерно распределятся:
[
q_1 = q_2
]
Таким образом, они будут иметь равные заряды, и мы можем обозначить заряд каждого из шариков как ( q_f ). В этом случае у нас есть два уравнения:
- ( 2q_f = -2q )
- ( q_1 + q_2 = -2q )
Решая уравнение ( 2q_f = -2q ), получаем:
[
q_f = -q
]
После контакта оба шарика будут иметь заряд ( -q ).
Таким образом, ответ: после контакта оба шарика будут иметь заряд ( -q ).