Задание №9 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения электрического заряда и правилом распределения зарядов при соприкосновении проводящих тел.

1. Физический закон: Согласно закону сохранения электрического заряда, в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной. При соприкосновении двух одинаковых металлических шаров их суммарный заряд перераспределяется между ними поровну из-за симметрии системы.

2. Анализ начального состояния:
Заряд первого шарика: $q_1 = +q = +2,8 \text{ нКл}$.
Заряд второго шарика: $q_2 = -q = -2,8 \text{ нКл}$.
Заряд третьего шарика: $q_3 = +2q = +5,6 \text{ нКл}$.

3. Первое соприкосновение (шарик 1 и шарик 2):
Когда шарик 1 приводят в соприкосновение с шариком 2, их общий заряд $Q_{12}$ равен:
$Q_{12} = q_1 + q_2 = (+q) + (-q) = 0$.
Так как шарики одинаковые, этот суммарный заряд делится между ними поровну. Заряд каждого шарика после соприкосновения станет:
$q'_1 = q'_2 = \frac{Q_{12}}{2} = \frac{0}{2} = 0$.

4. Второе соприкосновение (шарик 1 и шарик 3):
После первого этапа заряд шарика 1 стал равен $q'_1 = 0$. Теперь его приводят в соприкосновение с шариком 3.
Их общий заряд $Q_{13}$ равен:
$Q_{13} = q'_1 + q_3 = 0 + 2q = 2q$.
После соприкосновения этот заряд снова делится поровну:
$q''_1 = q''_3 = \frac{2q}{2} = q$.
Однако это действие уже не влияет на заряд шарика 2.

5. Итоговый заряд на шарике 2:
Как мы определили на шаге 3, после соприкосновения с шариком 1 заряд шарика 2 стал равен 0. В дальнейших манипуляциях шарик 2 не участвовал, следовательно, его заряд больше не менялся.

Ответ: 0

Источник: ФИПИ