Задание №9 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения электрического заряда и свойством распределения заряда между одинаковыми телами при соприкосновении.

1. Физические закономерности:
— Согласно закону сохранения электрического заряда, в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается неизменной.
— При соприкосновении двух одинаковых проводящих шариков суммарный заряд распределяется между ними поровну. Таким образом, после соприкосновения заряд каждого шарика будет равен среднему арифметическому их начальных зарядов.

2. Анализ первого взаимодействия:
Шарик 1 с зарядом $q_1 = +q$ приводят в соприкосновение с шариком 2, имеющим заряд $q_2 = -q$.
Суммарный заряд системы из этих двух шариков равен:
$Q_{sum} = q_1 + q_2 = +q + (-q) = 0$.
Так как шарики одинаковые, этот суммарный нулевой заряд делится между ними поровну:
$q'_1 = q'_2 = \frac{0}{2} = 0$.
Следовательно, после первого контакта заряд шарика 2 стал равен 0.

3. Анализ второго взаимодействия:
Затем шарик 1 (у которого теперь заряд $q'_1 = 0$) приводят в соприкосновение с шариком 3, имеющим заряд $q_3 = +q$.
В этом процессе заряд шарика 2 уже не меняется, так как он больше не участвует во взаимодействиях. Его заряд остается таким, каким он стал после первого шага.

4. Итоговый результат:
Нас спрашивают, какой заряд останется на шарике 2. Как мы выяснили на шаге 2, после соприкосновения с шариком 1 его заряд стал равен 0 нКл.

Ответ: 0

Источник: ФИПИ