Давайте решим задачу шаг за шагом.
Условие задачи
У нас есть заряженный металлический шарик 1 с зарядом +q (12 нКл). Он поочередно соприкасается с двумя незаряженными шариками 2 и 3. Нужно выяснить, как изменится заряд на шарике 3 после контакта с шариком 1.
Шаг 1: Контакт шарика 1 с шариком 2
Когда заряженный шарик 1 с зарядом +q соприкасается с незаряженным шариком 2, заряд будет перераспределяться между ними.
При контакте:
- Заряд на шарике 1 будет уменьшаться,
- Заряд на шарике 2 будет увеличиваться.
Так как шарики идентичны (одинаковая способность накапливать заряд), после контакта можно сказать, что заряды будут делиться поровну. В результате:
- Заряд на шарике 1 после контакта: ( \frac{q}{2} )
- Заряд на шарике 2 после контакта: ( \frac{q}{2} )
Шаг 2: Контакт шарика 1 с шариком 3
После того как шарик 1 соприкоснулся с шариком 2 и теперь имеет заряд ( \frac{q}{2} ), он соприкасается с шариком 3, который по-прежнему незаряжен. Аналогично, заряд опять перераспределяется между ними.
После второго контакта:
- Заряд на шарике 1 будет ( \frac{\frac{q}{2}}{2} = \frac{q}{4} )
- Заряд на шарике 3 будет ( \frac{q}{2} )
Шаг 3: Результат
Теперь, когда шарик 1 подает заряд шарика 3, общее распределение будет следующим:
- Заряд на шарике 1 составит ( \frac{q}{4} )
- Заряд на шарике 3 составит ( \frac{q}{2} )
Теперь можем подвести итог:
- Начальный заряд шарика 1 был +12 нКл.
- Заряд шарика 3 после обоих контактов составил +6 нКл.
Обратите внимание, что на каждом этапе заряды делились поровну между соприкасающимися шариками.
Ответ
Заряд на шарике 3 после двух контактов составит +6 нКл, что в 0,5 раза меньше, чем начальный заряд шарика 1.