Заряд одного металлического шарика равен -3q, а заряд другого такого же шарика равен 7q. Шарики привели в соприкосновение и раздвинули на прежнее расстояние. а) Чему равен общий…

Для решения задачи про металлические шарики, давайте шаг за шагом разберем каждый пункт.

а) Общий заряд шариков

Заряд первого шарика равен \(-3q\), а заряж второго шарика равен \(7q\). Чтобы найти общий заряд, нужно сложить заряды обоих шариков:

\[ Q_{\text{общий}} = (-3q) + (7q) = 4q \]

б) Заряд каждого шарика после соприкосновения

Когда два металлических шарика соприкасаются, заряд распределяется поровну между ними, если они одинаковы по размеру и форме. Поскольку общий заряд равен \(4q\) и шариков два, то заряд каждого шарика после соприкосновения будет равен:

\[ Q_{\text{новый}} = \frac{Q_{\text{общий}}}{2} = \frac{4q}{2} = 2q \]

После раздвижения шариков, каждый будет иметь заряд \(2q\).

в) Изменение силы взаимодействия шариков

Сила взаимодействия между двумя зарядами рассчитывается по формуле Кулона:

\[ F = k \frac{|Q_1 Q_2|}{r^2} \]

где \(F\) — сила взаимодействия, \(k\) — коэффициент пропорциональности (константа Кулона), \(Q_1\) и \(Q_2\) — заряды шариков, а \(r\) — расстояние между ними.

До соприкосновения заряд одного шарика был \(-3q\), а другого \(7q\). Следовательно, расчет силы взаимодействия до соприкосновения:

\[ F_{\text{до}} = k \frac{|-3q \cdot 7q|}{r^2} = k \frac{21q^2}{r^2} \]

После соприкосновения оба шарика имеют заряд \(2q\):

\[ F_{\text{после}} = k \frac{|2q \cdot 2q|}{r^2} = k \frac{4q^2}{r^2} \]

Теперь сравним силы:

• Сила до соприкосновения: \(F_{\text{до}} = k \frac{21q^2}{r^2}\)
• Сила после соприкосновения: \(F_{\text{после}} = k \frac{4q^2}{r^2}\)

Видим, что \(F_{\text{до}} > F_{\text{после}}\). Таким образом, сила взаимодействия шариков уменьшилась.

Ответы: а) Общий заряд: \(4q\)
б) Заряд каждого шарика после соприкосновения: \(2q\)
в) Сила взаимодействия уменьшилась.