Номер 1, страница 6, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

1. От металлического шарика, имеющего заряд $10e$, отделили заряд $-5e$. Каким стал заряд шарика?

1. Дано:

Начальный заряд металлического шарика $q_1 = 10e$

Отделенный от шарика заряд $q_s = -5e$

Здесь $\text{e}$ — элементарный заряд, равный по модулю заряду электрона, $e \approx 1.602 \times 10^{-19}$ Кл. Перевод в СИ для решения данной задачи не требуется, так как ответ удобно выразить в элементарных зарядах.

Найти:

Конечный заряд шарика $q_2$.

Решение:

Для нахождения конечного заряда шарика воспользуемся законом сохранения электрического заряда. Этот фундаментальный закон гласит, что в замкнутой (электрически изолированной) системе алгебраическая сумма электрических зарядов всех тел остается постоянной.

В нашем случае, начальный заряд системы представлен зарядом шарика $q_1$. После того как от шарика отделили заряд $q_s$, система стала состоять из двух частей: самого шарика с конечным зарядом $q_2$ и отделенной части с зарядом $q_s$.

Математически закон сохранения заряда для этого случая записывается следующим образом:

$q_1 = q_2 + q_s$

Наша цель — найти конечный заряд шарика $q_2$. Выразим его из этого уравнения:

$q_2 = q_1 - q_s$

Теперь подставим известные из условия значения в полученную формулу:

$q_2 = 10e - (-5e)$

$q_2 = 10e + 5e$

$q_2 = 15e$

Физический смысл процесса таков: начальный заряд шарика $+10e$ означает, что на нем имеется недостаток 10 электронов. Когда от него "отделили" заряд $-5e$, это эквивалентно удалению 5 электронов. В результате недостаток электронов на шарике увеличился до 15, что и соответствует конечному заряду $+15e$.

Ответ: заряд шарика стал равен $15e$.