2017-01-08
Два металлических шарика радиусами $r$ и $R$ находятся один от другого на расстоянии. значительно большем их радиусов. Шарики несут одинаковые электрические заряды $q$. Каковы будут их заряды, если их соединить проволокой?
Решение:
Емкость металлического шара пропорциональна его радиусу. Когда шары соединяются проволокой, то заряды будут перераспределяться между шарами до тех пор, пока потенциалы обоих шаров не окажутся одинаковыми. Следовательно, общий заряд двух шаров $2q$ распределится между шарами так, чтобы было выполнено условие $q_{R}/R = q_{r}/r$, где $q_{R}$ и $q_{r}$ — заряды шаров радиусом $R$ и радиусом $r$. Но с другой стороны, $q_{R} + q_{r} = 2q$. Из этих двух уравнений находим неизвестные заряды $q_{R}$ и $q_{r}$:
$q_{R} = 2qR/(r + R), q_{r} = 2qr/(R + r)$.