Номер 3, страница 182, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Олимпиадные задачи. Глава III. Электрические явления. Параграф 14. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона - номер 3, страница 182.

Условие.

3. Опишите, как, имея несколько одинаковых незаряженных металлических шариков и один такой же, имеющий заряд $\text{q}$, получить шарик с зарядом $\frac{q}{3}$. Сделайте пояснительный рисунок.

Решение.

Дано:

Один металлический шарик с зарядом $q_1 = q$.

Несколько одинаковых незаряженных металлических шариков. Для решения задачи понадобится два таких шарика с зарядами $q_2 = 0$ и $q_3 = 0$.

Найти:

Способ получения шарика с зарядом $q' = \frac{q}{3}$.

Решение:

Данная задача решается с использованием закона сохранения электрического заряда и свойства проводников перераспределять заряд при соприкосновении. Когда несколько одинаковых проводящих тел приводят в контакт, их общий заряд распределяется между ними поровну.

Чтобы получить заряд, равный одной трети от исходного, необходимо разделить начальный заряд $\text{q}$ на три равные части. Для этого следует выполнить следующие действия:

1. Взять исходный шарик с зарядом $\text{q}$ и два одинаковых по размеру и материалу незаряженных шарика (с зарядом 0).

2. Одновременно привести все три шарика в соприкосновение. В момент контакта они образуют единую проводящую систему.

3. Согласно закону сохранения заряда, суммарный заряд этой системы будет равен сумме зарядов шариков до их соприкосновения: $Q_{общ} = q + 0 + 0 = q$.

4. Так как все три шарика являются одинаковыми проводниками, общий заряд $Q_{общ}$ равномерно распределится между ними. Таким образом, заряд каждого шарика после контакта станет равен: $q' = \frac{Q_{общ}}{3} = \frac{q}{3}$.

5. После этого шарики можно развести. В результате каждый из трех шариков будет обладать зарядом $\frac{q}{3}$.

Пояснительный рисунок, иллюстрирующий процесс:

Ответ:

Для получения шарика с зарядом $\frac{q}{3}$, необходимо одновременно привести в соприкосновение исходный заряженный шарик (с зарядом $\text{q}$) и два таких же незаряженных шарика. После их разъединения заряд каждого из трех шариков станет равен $\frac{q}{3}$.