Номер 4, страница 290 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Основы электродинамики. Глава 11. Электромагнитное поле. Напряжённость электростатического поля. Параграф 51. Электрический заряд и его свойства. Задания и упражнения - номер 4, страница 290.

Условие.

4. Заряды двух одинаковых металлических шариков, подвешенных на шёлковых нитях, равны 10 и −2 нКл. Какой заряд будет у каждого из шариков, если их привести в соприкосновение, а затем переместить на некоторое расстояние?

Решение.

Дано:

$q_1 = 10 \text{ нКл}$

$q_2 = -2 \text{ нКл}$

Перевод в систему СИ:
$q_1 = 10 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}$
$q_2 = -2 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}$

Найти:

$q'$ — заряд каждого шарика после соприкосновения.

Решение:

При соприкосновении двух проводящих тел их заряды перераспределяются. В соответствии с законом сохранения электрического заряда, суммарный заряд системы из двух шариков до соприкосновения равен суммарному заряду после соприкосновения.

1. Вычислим суммарный заряд двух шариков до их контакта:

$Q_{общ} = q_1 + q_2$

$Q_{общ} = 10 \text{ нКл} + (-2 \text{ нКл}) = 8 \text{ нКл}$

2. Поскольку по условию шарики одинаковые (имеют одинаковый радиус и изготовлены из одного материала), то после соприкосновения общий заряд разделится между ними поровну. Обозначим заряд каждого шарика после разделения как $q'$.

$q' = \frac{Q_{общ}}{2}$

$q' = \frac{8 \text{ нКл}}{2} = 4 \text{ нКл}$

После того как шарики приведут в соприкосновение и снова раздвинут, заряд каждого из них станет одинаковым и будет равен 4 нКл. Тот факт, что их затем переместили на некоторое расстояние, не влияет на величину зарядов, а влияет только на силу взаимодействия между ними.

Ответ: заряд каждого из шариков будет равен 4 нКл.