Чтобы решить задачу, давайте проанализируем информацию, которую мы имеем, и применим несколько основных принципов электричества.
Шаг 1: Поймем ситуацию
У нас есть три металлических шарика. Заряды первого и второго шариков:
- Заряд первого шарика ( Q_1 = -5 ) у.е.
- Заряд второго шарика ( Q_2 = 8 ) у.е.
- Заряд третьего шарика ( Q_3 ) - нам нужно найти его начальный заряд.
После того как все три шарика были соединены, их заряды выровнялись. Это происходит потому, что при контакте заряды перераспределяются. После контакта, заряды шариков остаются равными, так как они одинаковые.
Шаг 2: Найдем суммарный заряд
Сначала найдем общий заряд всех трех шариков до их соединения:
[
Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = -5 + 8 + Q_3
]
[
Q_{\text{total}} = 3 + Q_3
]
Шаг 3: После контакта
После того как шарики были соединены, их общий заряд распределяется между ними. Когда шарики разъединились, заряд на каждом шарике стал равен одному и тому же значению. Из условия задачи мы знаем, что после разъединения заряд третьего шарика стал равен ( 1 ) у.е., что значит:
[
Q_{final} = 1 \text{ у.е.}
]
Так как шарики одинаковые, все три шарика получили в конечном итоге одинаковый заряд:
[
Q_1' = Q_2' = Q_3' = 1 \text{ у.е.}
]
Шаг 4: Общее изменение заряда
Теперь мы можем использовать общий заряд после контакта:
Общий заряд должен быть равен:
[
Q_{\text{total}}' = Q_1' + Q_2' + Q_3' = 1 + 1 + 1 = 3 \text{ у.е.}
]
Шаг 5: Найдем заряд третьего шарика
Теперь мы можем равенство зарядов до и после контакта:
[
3 + Q_3 = 3
]
Чтобы найти начальный заряд третьего шарика, решим уравнение:
[
Q_3 = 3 - 3 = 0 \text{ у.е.}
]
Ответ
Значит, заряд третьего шарика в начале эксперимента был равен ( 0 ) у.е.
Таким образом, заряд третьего шарика изначально составил 0 у.е.
