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.