Номер 4, страница 46 - гдз по физике 8 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

IV. Электрический заряд. Электрическое поле. Смотрим и думаем - номер 4, страница 46.

Условие.

4. Три одинаковых по размеру шарика подвешены на нитях. Как перераспределятся заряды шариков, если средним шариком сначала коснуться шарика 1, а затем шарика 2?

Решение.

Дано:

Начальный заряд шарика 1: $q_1 = 2 \text{ Кл}$

Начальный заряд среднего шарика: $q_с = 3 \text{ Кл}$

Начальный заряд шарика 2: $q_2 = 1 \text{ Кл}$

Шарики одинаковы по размеру.

Найти:

Конечные заряды шариков: $q'_1, q''_с, q'_2$

Решение:

Согласно закону сохранения электрического заряда, при соприкосновении двух одинаковых проводящих шариков их суммарный заряд распределяется между ними поровну.

1. Касание среднего шарика и шарика 1.

Найдем суммарный заряд среднего шарика и шарика 1:

$Q_{общ1} = q_с + q_1 = 3 \text{ Кл} + 2 \text{ Кл} = 5 \text{ Кл}$

После соприкосновения этот заряд разделится поровну. Новые заряды шарика 1 ($q'_1$) и среднего шарика ($q'_с$) будут равны:

$q'_1 = q'_с = \frac{Q_{общ1}}{2} = \frac{5 \text{ Кл}}{2} = 2,5 \text{ Кл}$

На этом этапе заряды шариков: $q'_1 = 2,5 \text{ Кл}$, $q'_с = 2,5 \text{ Кл}$, $q_2 = 1 \text{ Кл}$.

2. Касание среднего шарика и шарика 2.

Теперь средний шарик, имеющий заряд $q'_с = 2,5 \text{ Кл}$, касается шарика 2, заряд которого не изменился ($q_2 = 1 \text{ Кл}$). Найдем их суммарный заряд:

$Q_{общ2} = q'_с + q_2 = 2,5 \text{ Кл} + 1 \text{ Кл} = 3,5 \text{ Кл}$

После соприкосновения этот заряд разделится поровну. Новые заряды среднего шарика ($q''_с$) и шарика 2 ($q'_2$) будут равны:

$q''_с = q'_2 = \frac{Q_{общ2}}{2} = \frac{3,5 \text{ Кл}}{2} = 1,75 \text{ Кл}$

Заряд шарика 1 при этом не изменяется и остается равным $q'_1 = 2,5 \text{ Кл}$.

Итоговые заряды:

Заряд шарика 1: $q'_1 = 2,5 \text{ Кл}$

Заряд среднего шарика: $q''_с = 1,75 \text{ Кл}$

Заряд шарика 2: $q'_2 = 1,75 \text{ Кл}$

Ответ: Заряды шариков перераспределятся следующим образом: заряд шарика 1 станет равен 2,5 Кл, заряд среднего шарика — 1,75 Кл, и заряд шарика 2 — 1,75 Кл.