Как изменился распределение заряда между шариками после контакта проводящего шарика, несущего заряд 1,8×10-8

Задача: Как изменилось распределение заряда между шариками после контакта проводящего шарика, несущего заряд $1,8\times {10}^{-8}$ кл, с двумя другими шариками, один из которых имел заряд $-0,3\times {10}^{-8}$ кл, а другой был не заряжен?

Перед тем как приступить к решению данной задачи, вспомним основные положения закона сохранения заряда. Закон сохранения заряда гласит, что алгебраическая сумма зарядов в замкнутой системе остается неизменной при любых перетеканиях зарядов между объектами. Из этого следует, что при контакте проводящего шарика с другими, сумма их зарядов должна сохраниться.

Давайте рассмотрим различные случаи распределения зарядов после контакта проводящего шарика с двумя другими шариками:

1) Если контакт производится с не заряженным шариком, то сумма зарядов перед и после контакта будет равна 1,8×10^(-8) кл. Таким образом, проводящий шарик получит положительный заряд 1,8×10^(-8) кл, а не заряженный шарик останется не заряженным.

2) Если контакт производится с отрицательно заряженным шариком, то сумма зарядов перед и после контакта будет равна 1,5×10^(-8) кл. Чтобы найти распределение зарядов, нам необходимо установить соотношение между зарядами проводящего и отрицательно заряженного шариков. Для этого мы можем использовать соотношение:

$Q_1+Q_2=Q_3$,

где $Q_1$ - заряд проводящего шарика, $Q_2$ - заряд отрицательно заряженного шарика, $Q_3$ - заряд не заряженного шарика.

Подставляя известные значения, получаем:

$1,8\times {10}^{-8}кл+Q_2=-0,3\times {10}^{-8}кл+0$.

Решая данное уравнение, мы найдем значение заряда проводящего шарика $Q_1$ и отрицательно заряженного шарика $Q_2$.

3) Нам нужно найти величину силы взаимодействия между двумя шариками после их размещения на расстоянии 5 см друг от друга в вакууме.

Воспользуемся законом Кулона для вычисления величины силы между двумя точечными зарядами $F=\frac{k\cdot |Q_1\cdot Q_2|}{r^2}$, где $k$ - постоянная Кулона, $Q_1$ и $Q_2$ - заряды шариков, а $r$ - расстояние между шариками.

Подставляя известные значения $Q_2$ и $r$, получаем:

$F=\frac{9\cdot {10}^9\cdot |Q_2\cdot 1,8\times {10}^{-8}|}{(0,05{)}^2}$.

Решая данное уравнение, мы найдем величину силы взаимодействия между этими двуми шариками при их размещении на расстоянии 5 см друг от друга в вакууме.