Для решения задачи нам нужно обратить внимание на закон сохранения заряда и принцип равенства потенциалов.
Пусть:
- Заряд первого шарика \( q_1 = -5 \) условных единиц,
- Заряд второго шарика \( q_2 = 8 \) условных единиц,
- Заряд третьего шарика \( q_3 \) необходимо определить.
Когда три шарика были объединены, они имели общий заряд, который распределился между ними. Общий заряд \( Q \) будет равен:
\[ Q = q_1 + q_2 + q_3 = -5 + 8 + q_3 = 3 + q_3 \]
После объединения и выравнивания, каждый шарик будет иметь один и тот же потенциал, что равнозначно тому, что они имеют одинаковый заряд, после чего они разводятся.
Если посчитать значение заряда, при котором третий шарик стал равен 1 условной единице:
\[ q_3 = 1 \]
Подставим это значение в формулу общего заряда:
\[ Q = 3 + 1 = 4 \]
Теперь, имея общий заряд, мы можем рассчитать это в начале после контакта:
Если заряды равные, то они при разделении имеют одинаковый заряд:
Каждый шарик после разделения будет иметь заряд:
\[ q' = \frac{Q}{3} = \frac{4}{3} \approx 1.33 \]
Мы знаем, что посчитали весь заряд, который распределился. Теперь построим уравнение, чтобы найти начальный заряд третьего шарика:
Сейчас: \[ 3 + q_3 = 4 \implies q_3 = 1 \]
Таким образом, если это равновесие существует, то ранее заряд третьего шарика был:
\[ q_3 = 1 - 3 \rightarrow q_3 \ которые изначально было: -2 \]
Итак, заряд третьего шарика в начале эксперимента был равен \(-2\) условные единицы. С округлением до десятых будет:
\(-2.0\) условных единиц.