Для решения этой задачи воспользуемся основными принципами электростатики, а именно методом равновесия зарядов и законами сохранения заряда.
Пошаговое решение:
Исходные данные:
- Заряд шарика 1, \( Q_1 = +1.6 \, \text{нКл} \)
- Заряд шарика 2, \( Q_2 = -d \) (негативный заряд)
- Заряд шарика 3, \( Q_3 = +d \) (позитивный заряд)
Соприкосновение шарика 1 с шариком 2:
- Когда шарики 1 и 2 соприкасаются, их заряды перераспределяются. Оба шарика равны по размеру и форме, поэтому будет соблюдено условие равного распределения заряда.
- Обозначим общий заряд после соприкосновения как \( Q_{\text{общ}}\): \[ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 1.6 \, \text{нКл} - d \]
- Новый заряд на каждом шарике после соприкосновения (так как они одинаковые): \[ Q_{\text{после 1-2}} = \frac{Q_{\text{общ}}}{2} = \frac{1.6 \, \text{нКл} - d}{2} \]
Соприкосновение шарика 1 (в данном случае уже с новым зарядом) с шариком 3:
- Теперь шарик 1 имеет заряд \( \frac{1.6 \, \text{нКл} - d}{2} \), а шарик 3 имеет заряд \( +d \).
- Общий заряд перед соприкосновением: \[ Q_{\text{общ}, 2} = \frac{1.6 \, \text{нКл} - d}{2} + d \]
- Этот заряд также будет перераспределен между шариком 1 и шариком 3, поэтому новый заряд на каждом шарике: \[ Q_{\text{после 1-3}} = \frac{Q_{\text{общ}, 2}}{2} = \frac{\left( \frac{1.6 \, \text{нКл} - d}{2} + d \right)}{2} \]
- Упростим это выражение: \[ Q_{\text{после 1-3}} = \frac{1.6 \, \text{нКл} - d + 2d}{4} = \frac{1.6 \, \text{нКл} + d}{4} \]
Заряд на шарике 3:
- Таким образом, заряд на шарике 3 после соприкосновения можно записать как: \[ Q_3 = \frac{1.6 \, \text{нКл} + d}{4} \]
Ответ:
Таким образом, заряд в результате останется на шарике 3 равен \( \frac{1.6 \, \text{нКл} + d}{4} \).