Условие:
Два металлических шарика радиусами R1=5 см и R2=10 см имеют заряды q1=40нКл и q2=-20нКл соответственно. Найти энергию W, которая выделится при разряде, если шары соединить проводником.
Решение:
Шаг 1. Определим энергию зарядов на каждом шарике до соединения. Для одного заряженного шара энергия равна U = q²/(2C), где C = 4πε₀R – ёмкость шара. Можно записать энергию в виде U = q²/(8πε₀R). Для первого шарика (R₁ = 0,05 м, q₁ = 40×10⁻⁹ Кл): U₁ = (40×10⁻⁹)²/(8πε₀·0,05). Для второго шарика (R₂ = 0,10 м, q₂ = –20×10⁻⁹ Кл; квадрат заряда даёт положительное значение): U₂ = (20×10⁻⁹)²/(8πε₀·0,10). Таким образом, суммарная энергия до соединения: W_initial = U₁ + U₂ = (q₁²/(8πε₀R₁)) + (q₂²/(8πε₀R₂)). Шаг 2. Определим конечное распределение зарядов. После соединения через провод...