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 значит, что суммарный заряд 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 означает, что суммарный заряд разделится между ними поровну:
$q_1' = q_2' = q_{общ} / 2$.

3. Вычисления:
Найдём суммарный заряд системы до соприкосновения:
$q_{общ} = q_1 + q_2 = +6 \text{ нКл} + (-2 \text{ нКл}) = +4 \text{ нКл}$.
Теперь найдём заряд каждого шарика после того, как их привели в соприкосновение и разъединили:
$q_1' = \frac{q_{общ}}{2} = \frac{4 \text{ нКл}}{2} = 2 \text{ нКл}$.

Таким образом, заряд первого шарика стал равен $2 \text{ нКл}$.

Ответ: 2

Источник: ФИПИ