Для решения этой задачи нам нужно вспомнить несколько основных принципов физики, касающихся электрических зарядов.
- Сохранение заряда: При контакте проводников (в нашем случае, шариков) заряды перераспределяются, но общий заряд системы остается постоянным.
Допустим, что заряд третьего шарика в начале эксперимента обозначим как \( Q_3 \).
Данные:
- Заряд первого шарика \( Q_1 = -5 \) у.е.
- Заряд второго шарика \( Q_2 = +8 \) у.е.
- Заряд третьего шарика после контакта \( Q_3' = +1 \) у.е.
Общий заряд системы до контакта: \[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = -5 + 8 + Q_3 \] Таким образом: \[ Q_{total} = 3 + Q_3 \]
После контакта: Все шарики имеют одинаковый заряд, который обозначим как \( Q_f \). Поскольку шарики приводят в соприкосновение, их заряды распределятся равномерно. После того как они разъединились, заряды будут равны: \[ Q_f = \frac{Q_{total}}{3} \]
Также мы знаем, что заряд третьего шарика после контакта \( Q_3' = +1 \) у.е.
Теперь, подставляем \( Q_f \) в уравнение о распределении заряда: \[ +1 = \frac{3 + Q_3}{3} \]
Умножим обе стороны на 3: \[ 3 = 3 + Q_3 \]
Теперь решим уравнение для \( Q_3 \): \[ 3 + Q_3 = 3 \implies Q_3 = 0 \]
Таким образом, заряд третьего шарика в начале эксперимента равен 0 у.е.
Объяснение:
- Когда все три шарика соприкасаются, заряды комбинируются. Первый шарик имеет отрицательный заряд, второй - положительный, а третий при первоначальном нулевом заряде не влияет на сумму. После распределения зарядов они становятся равными +1 у.е., что показывает, что общий заряд был равен 3 у.е. и перераспределился между тремя шариками.