41. Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Решите задачи 1-4 про электрические заряды.

1. Согласно закону сохранения заряда: изначально заряд был $0$. После отделения капли с зарядом $-3e$ оставшаяся часть получила заряд $+3e$. При присоединении капли с таким же зарядом $+3e$, общий заряд стал: $+3e + (+3e) = +6e$. Однако, в условии, вероятно, опечатка в вариантах или подразумевается присоединение капли с зарядом $-3e$. Если верить тексту «присоединившаяся капля имела заряд...», и это была та же капля, то $+3e + (-3e) = 0$. Если же капля имела заряд, указанный в условии как $-3e$ (и это ответ), то это вариант 4. С точки зрения логики процесса отделения: остаток стал $+3e$. Чтобы выбрать из предложенных вариантов, наиболее вероятно, что спрашивается заряд остатка после отделения первой капли. Ответ: **1) +3e**. 2. По закону Кулона $F = k ?rac{q_1 q_2}{r^2}$. Исходная сила $F = k ?rac{q imes 2q}{r^2} = ?rac{2kq^2}{r^2}$. Проверим варианты: 1) $F_1 = k ?rac{q imes q}{(2r)^2} = ?rac{kq^2}{4r^2} = ?rac{1}{8}F$ 2) $F_2 = k ?rac{2q imes 2q}{r^2} = ?rac{4kq^2}{r^2} = 2F$ 3) $F_3 = k ?rac{q imes 3q}{(2r)^2} = ?rac{3kq^2}{4r^2} = ?rac{3}{8}F$ 4) $F_4 = k ?rac{4q imes q}{(3r)^2} = ?rac{4kq^2}{9r^2} = ?rac{2}{9}F$ Ни один из вариантов не дает в точности силу $F$, если $2q$ и $2q$ на расстоянии $r$ (это $2F$). Вероятно, в условии опечатка в данных или вариантах. Если искать силу $F$, то она будет у зарядов $q$ и $q$ на расстоянии $r$ при условии, что в начале было $2q$ и $q$. Проверьте условие. 3. При соприкосновении одинаковых шариков их заряды суммируются и делятся поровну: $q_{new} = ?rac{q_1 + q_2}{2}$. Сила взаимодействия после соприкосновения станет нулевой ($F=0$), если суммарный заряд станет равен нулю. Это произойдет при $q_1 + q_2 = 0$, то есть $q_1 = -q_2$. Ответ: **2) q и -q**. 4. Пусть начальные заряды $q_1$ и $q_2$. После соприкосновения заряд каждого стал $q' = ?rac{q_1 + q_2}{2}$. По условию $q_1 > q_2$ (одноименные). Нам нужно найти отношение $?rac{q_1}{q_2}$, если $q'$ — это результат. Задача не содержит конечного значения изменения. Допустим, заряд первого шарика уменьшился на $20\%$. Тогда $q' = 0,8q_1$. $?rac{q_1 + q_2}{2} = 0,8q_1 ightarrow q_1 + q_2 = 1,6q_1 ightarrow q_2 = 0,6q_1 ightarrow ?rac{q_1}{q_2} = ?rac{1}{0,6} = 1,66$. Без конкретного числа в условии (на сколько изменился заряд) выбрать ответ нельзя. Обычно в таких задачах подразумевается стандартный пример. Если предположить вариант 3, то это соответствует случаю выше. **Недостаточно данных для точного решения задачи №4**, так как не указано, как именно изменился заряд в результате.