Как произошло распределение заряда между двумя одинаковыми проводящими шариками, имеющими заряды 18 нкл и -2 нкл, после

Artemovich

36

Распределение заряда между двумя проводящими шариками происходит на основе принципа заряда сохраняется и закона действия и противодействия. При их кратковременном соприкосновении, заряды будут перераспределены между шариками таким образом, чтобы заряды общей системы оставались неизменными.

Давайте рассмотрим задачу пошагово:

Шаг 1: Определение исходных зарядов шариков
Исходно имеем два одинаковых проводящих шарика с зарядами 18 нкл и -2 нкл.

Шаг 2: Рассмотрение соприкосновения
При кратковременном соприкосновении шариков, заряды начинают перетекать между ними. Положительно заряженные частицы будут двигаться в направлении от шарика с более высоким зарядом к шарику с меньшим зарядом.

Шаг 3: Вычисление изменения зарядов
Чтобы вычислить изменение зарядов, мы должны учесть пропорциональное распределение зарядов между шариками.

Обозначим заряд первого шарика как \(Q_1 = 18\) нкл и заряд второго шарика как \(Q_2 = -2\) нкл.

В результате соприкосновения шарики могут иметь новые заряды \(Q_1"\) и \(Q_2"\).

Поскольку заряд сохраняется, сумма зарядов до и после соприкосновения должна быть одинаковой:
\[Q_1 + Q_2 = Q_1" + Q_2"\]

Подставим известные значения:
\[18 \, \text{нкл} + (-2) \, \text{нкл} = Q_1" + Q_2"\]
\[16 \, \text{нкл} = Q_1" + Q_2"\]

Шаг 4: Определение конкретных значений
Так как шарики одинаковые, они будут иметь равные заряды после соприкосновения:
\[Q_1" = Q_2"\]

Теперь можно записать два уравнения с одной неизвестной и решить систему уравнений:

\[\begin{cases} Q_1" + Q_2" = 16 \, \text{нкл} \\ Q_1" = Q_2" \end{cases}\]

Шаг 5: Решение системы уравнений
Из второго уравнения получаем, что \(Q_1" = Q_2"\).

Подставляем это в первое уравнение:
\[Q_1" + Q_1" = 16 \, \text{нкл}\]
\[2Q_1" = 16 \, \text{нкл}\]
\[Q_1" = \frac{16}{2} \, \text{нкл} = 8 \, \text{нкл}\]

Таким образом, после кратковременного соприкосновения зарядовые шариков, оба шарика будут иметь новые заряды, равные 8 нкл.

Обоснование ответа:
Ответ основывается на принципе сохранения заряда и законе действия и противодействия. Изначальные заряды шариков были изменены таким образом, чтобы общий заряд системы оставался неизменным. С помощью системы уравнений мы получили конкретные значения новых зарядов шариков.