Question

Электрические заряды двух одинаковых металлических шариков +8 мкКл и – 12 мкКл соответственно. Определить заряд каждого шарика после того как их соединили тонкой проводящей проволокой. Электроёмкостью проволоки пренебречь.

Answer 1

Дано:

q₁ = +8 мкКл

q₂ = -12 мкКл

Найти:

q₁', q₂' - ?

Решение:

После соединения шариков проволокой заряды на шариках будут одинаковыми.

Обозначим: q₁'=q₂'=q

Но по закону сохранения заряда сумма зарядов до взаимодействия равна сумме зарядов после взаимодействия.

Составим уравнение:

$q_1+q_2=q_1'+q_2'$

$q_1+q_2=q+q$

$q_1+q_2=2q$

$q=\dfrac{q_1+q_2}{2}$

$q=\dfrac{8+(-12)}{2} =\dfrac{-4}{2} =-2$ (мкКл)

Ответ: заряд каждого шарика -2 мкКл

Answer 2

При соединении двух шариков тонкой проводящей проволокой происходит равномерное распределение зарядов по обоим шарикам.

Изначально у первого шарика заряд равен 8 мкКл, у второго — -12 мкКл (отрицательный заряд означает, что он является источником избыточных электронов).

В результате соединения, электроны начнут перемещаться с шарика с отрицательным зарядом (второго шарика) на шарик с положительным зарядом (первый шарик), с целью установления электростатического равновесия.

Так как оба шарика имеют одинаковые величины зарядов, то мы можем предположить, что электроны будут перемещаться до тех пор, пока количество электронов на каждом из шариков не станет одинаковым.

Таким образом, итоговый заряд каждого из шариков будет равен половине суммы исходных зарядов:

Заряд первого шарика: (8 мкКл - 12 мкКл)/2 = -2 мкКл Заряд второго шарика: (8 мкКл + 12 мкКл)/2 = 10 мкКл