Номер 2, страница 119 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

2. Одному из двух одинаковых металлических шариков сообщили заряд -6q, другому — заряд 2q. Затем шарики соединили проводником. Какими станут заряды шариков после соединения?

Дано:

Заряд первого шарика: $q_1 = -6q$
Заряд второго шарика: $q_2 = 2q$
Шарики являются одинаковыми металлическими.

Найти:

Заряды шариков после соединения $q'_1$ и $q'_2$.

Решение:

При соединении двух металлических шариков проводником они образуют единую проводящую систему. В этой системе происходит перераспределение зарядов до тех пор, пока их электрические потенциалы не станут равными.

Система из двух шариков и соединяющего их проводника является электрически изолированной. Для такой системы выполняется закон сохранения электрического заряда, который гласит, что суммарный заряд системы до взаимодействия равен суммарному заряду системы после взаимодействия.

1. Найдем суммарный заряд системы до соединения шариков.

$Q_{общ} = q_1 + q_2 = (-6q) + (2q) = -4q$

2. После соединения шариков этот суммарный заряд $Q_{общ}$ перераспределится между ними. Поскольку по условию шарики одинаковые (имеют одинаковый радиус), то после установления равновесия их заряды станут равны друг другу. Обозначим итоговый заряд каждого шарика как $q'$.

$q'_1 = q'_2 = q'$

3. Суммарный заряд системы после соединения равен сумме зарядов на шариках:

$Q'_{общ} = q'_1 + q'_2 = q' + q' = 2q'$

4. Применим закон сохранения заряда, приравняв суммарный заряд до и после соединения:

$Q_{общ} = Q'_{общ}$

$-4q = 2q'$

5. Из этого уравнения найдем значение заряда $q'$ на каждом шарике:

$q' = \frac{-4q}{2} = -2q$

Таким образом, после соединения заряд каждого из двух одинаковых шариков станет равен $-2q$.

Ответ: Заряды шариков после соединения станут одинаковыми и равными $-2q$.