Три металлических шара укреплены на подставке из изолятора. Радиус первого шара 5 см, второго 10 см, третьего 15 см. На первом шаре имеется положительный заряд +20 q , на втором отрицательный заряд -10q, третий шар не заряжен. Третий шар соприкасается кратковременно сначала с первым шаром, потом со вторым. Какой заряд имеет второй шар после этого?
Шары имеют следующие радиусы: r1 = 5 см, r2 = 10 см, r3 = 15 см.
Первый шар имеет положительный заряд +20q.
Второй шар имеет отрицательный заряд -10q.
Третий шар не заряжен.
1. Соприкосновение первого шара с третьим шаром.
Когда два металлических объекта соприкасаются, они могут обмениваться зарядом. Заряд передается от объекта с большим зарядом к объекту с меньшим зарядом, пока их заряды не выравняются.
Так как первый шар имеет положительный заряд, он передаст часть своего заряда третьему шару. Поскольку третий шар изначально не заряжен, он получит положительный заряд. Давайте обозначим заряд третьего шара как q3.
2. Соприкосновение третьего шара с вторым шаром.
Теперь третий шар с положительным зарядом соприкасается с вторым шаром с отрицательным зарядом. Снова происходит перенос заряда, и третий шар может передать часть своего положительного заряда второму шару. Давайте обозначим заряд второго шара после этого соприкосновения как q2.
3. Решение.
Из условия задачи известно, что заряд первого шара равен +20q, и заряд третьего шара равен q3.
После соприкосновения первого и третьего шаров, заряд третьего шара стал q3 = +20q.
После соприкосновения третьего и второго шаров, заряд второго шара стал q2.
Используя принцип сохранения заряда, который гласит, что сумма зарядов системы остается постоянной, можно записать равенство:
+20q + q3 = q2,
где q2 - заряд второго шара после соприкосновения с третьим шаром.
Зная, что q3 = +20q, мы можем заменить q3 в уравнении и решить его:
+20q + (+20q) = q2,
40q = q2.
Таким образом, заряд второго шара после соприкосновения с третьим шаром равен 40q.
Чтобы решить задачу полностью, необходимо знать значение константы q. Если задача не предоставляет дополнительной информации, то конкретное значение q не определено, и мы можем представить ответ в общей форме: заряд второго шара после соприкосновения равен 40q.