Задание №9 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения электрического заряда и свойствами проводников.

1. Закон сохранения заряда: В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается неизменной. Это означает, что суммарный заряд двух шариков до соприкосновения равен их суммарному заряду после соприкосновения:
$q_1 + q_2 = q_1' + q_2'$,
где $q_1$ и $q_2$ — заряды шариков до контакта, а $q_1'$ и $q_2'$ — после.

2. Распределение заряда: По условию задачи шарики являются одинаковыми и проводящими. При соприкосновении таких тел свободные носители заряда перераспределяются между ними до тех пор, пока потенциалы их поверхностей не выровняются. Для двух одинаковых шаров это приводит к тому, что суммарный заряд делится между ними поровну:
$q_1' = q_2' = q_{общ}$

3. Расчет:
Найдем суммарный заряд системы до соприкосновения:
$q_{сумм} = q_1 + q_2 = -10 \text{ нКл} + (-2 \text{ нКл}) = -12 \text{ нКл}$.
Так как после соприкосновения этот заряд распределится поровну между двумя одинаковыми шариками, заряд каждого из них (в том числе и второго) станет равен:
$q_2' = \frac{q_1 + q_2}{2}$
$q_2' = \frac{-10 \text{ нКл} + (-2 \text{ нКл})}{2} = \frac{-12 \text{ нКл}}{2} = -6 \text{ нКл}$.

Таким образом, после соприкосновения заряд второго шарика стал равен $-6 \text{ нКл}$.

Ответ: -6

Источник: ФИПИ