263. Два одинаковых шара имеют заряды q1 = 1,6 - 10-7 Кл и q2 = 3,2 - 10-17 Кл. Шары привели в соприкосновение, а затем развели. Какое количество заряженных элементарных частиц…
263. Два одинаковых шара имеют заряды q1 = 1,6 - 10-7 Кл и q2 = 3,2 - 10-17 Кл. Шары привели в соприкосновение, а затем развели. Какое количество заряженных элементарных частиц перешло с одного шара на другой при их соприкосновении? Какие это частицы?
Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения заряда и понятие элементарного заряда.
Элементарный заряд (заряд одного электрона) равен \( e \approx 1,6 \times 10^{-19} \) Кл.
Шаг 1: Определение общего заряда
Когда два шара соприкасаются, заряд распределяется равномерно между ними. Чтобы это определить, найдем общий заряд двух шаров:
\[ q_{\text{общий}} = q_1 + q_2 = (1,6 \times 10^{-7}) + (3,2 \times 10^{-17}) \]
Обратите внимание, что \( 3,2 \times 10^{-17} \) намного меньше, чем \( 1,6 \times 10^{-7} \), поэтому можно считать его незначительным в данном контексте.
Итак, приблизительно:
\[ q_{\text{общий}} \approx 1,6 \times 10^{-7} \text{ Кл} \]
Шаг 2: Находим заряд после соприкосновения
После соприкосновения заряды шаров становятся равными, поскольку они идентичные. Следовательно, новый заряд каждого шара будет:
\[ q_{\text{после}} = \frac{q_{\text{общий}}}{2} = \frac{1,6 \times 10^{-7}}{2} = 0,8 \times 10^{-7} \text{ Кл} \]
Шаг 3: Определение изменения заряда каждого шара
Теперь давайте найдем, какой заряд потерял или приобрел каждый шар:
Заряд первого шара после соприкосновения: \[ q_1' = 0,8 \times 10^{-7} \text{ Кл} \]
Заряд второго шара после соприкосновения: \[ q_2' = 0,8 \times 10^{-7} \text{ Кл} \]
Теперь мы можем определить количество заряда, которое перешло с одного шара на другой:
Первый шар потерял заряд: \[ \Delta q_1 = q_1 - q_1' = (1,6 \times 10^{-7}) - (0,8 \times 10^{-7}) = 0,8 \times 10^{-7} \text{ Кл} \]
Второй шар приобрел заряд: \[ \Delta q_2 = q_2' - q_2 = (0,8 \times 10^{-7}) - (3,2 \times 10^{-17}) \approx 0,8 \times 10^{-7} \text{ Кл} \]
Шаг 4: Определение количества элементарных частиц
Теперь нужно узнать, сколько элементарных зарядов (электронов) соответствует этому количеству заряда:
\[ n = \frac{\Delta q}{e} = \frac{0,8 \times 10^{-7}}{1,6 \times 10^{-19}} \]
Посчитаем:
\[ n = \frac{0,8 \times 10^{-7}}{1,6 \times 10^{-19}} = 5 \times 10^{11} \]
Ответ
Таким образом, при соприкосновении с одного шара на другой перешло примерно \( 5 \times 10^{11} \) элементарных частиц, то есть электронов.
Это означает, что первые шары потеряли определённое количество электрифицированных частиц, что составляет заряд.
Обсуждение
2 сообщенияДва одинаковых металлических шара с зарядами -q. 5g приводят в соприкосновение. Определите заряд каждого шара после соприкосновения.
Когда два одинаковых металлических шара с зарядами приводят в соприкосновение, их заряды перераспределяются, и после этого они будут иметь равный заряд. Это происходит из-за того, что оба шара имеют одинаковые свойства и размеры.
Дано:
- Заряд каждого шара до соприкосновения: \(-q\)
- Масса каждого шара: \(5 \text{ g}\) (на отрезке задачи это значение не влияет на результаты, так как мы имеем дело только с электрическими зарядами)
Шаг 1: Общий заряд
Общий заряд после соприкосновения будет равен сумме зарядов обоих шаров:
\[ q_{\text{общий}} = -q + (-q) = -2q. \]
Шаг 2: Новый заряд на каждом шаре
Поскольку оба шара одинаковы, заряд распределится поровну:
\[ q_{\text{после}} = \frac{q_{\text{общий}}}{2} = \frac{-2q}{2} = -q. \]
Ответ
После соприкосновения заряд каждого шара останется равным \(-q\). Таким образом, у нас не происходит изменения заряда шаров. Каждый шар по-прежнему сохраняет тот же заряд, который был у него до соприкосновения, то есть:
\[ q_1' = q_2' = -q. \]
