Для решения задачи необходимо воспользоваться законом сохранения заряда. Закон говорит о том, что суммарный заряд замкнутой системы остаётся постоянным.
Дано:
- Заряд первого шарика: \(q_1 = -5 \, \text{Кл}\)
- Заряд второго шарика: \(q_2 = +10 \, \text{Кл}\)
- Заряд третьего шарика в конце процесса: \(q_3' = +1 \, \text{Кл}\)
В начале эксперимента шарики были отдельно, а затем приведены в контакт. При контакте заряды перераспределились, а после разведения сумма зарядов осталась неизменной.
Посчитаем суммарный заряд системы до контакта: \[ Q_{\text{нач}} = q_1 + q_2 + q_3 = -5 + 10 + q_3 \]
После контакта и разведения заряд 3-го шарика стал \(+1 \, \text{Кл}\).
Так как суммарный заряд системы сохраняется, получившееся уравнение будет: \[ Q_{\text{нач}} = Q_{\text{кон}} = q_1' + q_2' + q_3' = -5 + 10 + q_3 = q_1' + q_2' + 1 \]
Подставим значения заряда 3-го шарика после эксперимента и посмотрим изменения, зная, что \(q_1'\) и \(q_2'\) тоже равны в конце (условие равномерного распределения заряда):
\[ -5 + 10 + q_3 = q_1' + q_2' + 1 \]
Из уравнения: \[ q_1' + q_2' + 1 = 5 + q_3 \]
Поскольку мы не знаем точное распределение заряда до равновесного состояния (момент контакта), можно заключить, что \(q_3 = 6\, \text{Кл}\).
Таким образом, заряд 3-го шарика в начале эксперимента был \(-4 \, \text{Кл}\), так как он перераспределился по описанному закону.