Металлический шарик 1, укрепленный на длинной изолирующей ручке и имеющий заряд +q = 10 нКл, приводят поочередно в соприкосновение с двумя такими же шариками 2 и 3, расположенными…
Металлический шарик 1, укрепленный на длинной изолирующей ручке и имеющий заряд +q = 10 нКл, приводят поочередно в соприкосновение с двумя такими же шариками 2 и 3, расположенными на изолирующих подставках и имеющими, соответственно, заряды –q и +q. Какой заряд в результате останется на шарике 3 (в нКл)?
Для решения этой задачи нужно учесть, что при контакте двух проводников (в данном случае шариков) их заряды перераспределяются.
- Шарик 1 (+q) контактирует с шариком 2 (−q):
- Заряд шарика 1: +10 нКл
- Заряд шарика 2: -10 нКл
При контакте общая ёмкость системы будет равна сумме их зарядов: \[ Q_{\text{общ}} = +10 \text{ нКл} - 10 \text{ нКл} = 0 \text{ нКл} \]
После контакта их заряды уравновесятся, и, поскольку они одинаковые по размеру, заряд на каждом шарике будет равен: \[ Q_1' = Q_2' = \frac{Q_{\text{общ}}}{2} = \frac{0}{2} = 0 \text{ нКл} \]
Итак, после первого контакта заряд на шарике 1 и шарике 2 равен 0.
- Теперь шарик 1 (0 нКл) контактирует с шариком 3 (+q = +10 нКл):
- Заряд шарика 1: 0 нКл
- Заряд шарика 3: +10 нКл
При контакте: \[ Q_{\text{общ}} = 0 \text{ нКл} + 10 \text{ нКл} = 10 \text{ нКл} \]
Заряд после контакта распределится между шариками 1 и 3: \[ Q_1'' = Q_3' = \frac{10 \text{ нКл}}{2} = 5 \text{ нКл} \]
Таким образом, после второго контакта заряд на шарике 3 будет равен: \[ +5 \text{ нКл} \]
Ответ: заряд на шарике 3 в результате останется +5 нКл.
