Решение: Заряды на бусинках
Две маленькие закреплённые бусинки, расположенные в точках $A$ и $B$, несут на себе заряды $+q$, где $q>0$, и $-3q$ соответственно. Точка $C$ расположена посередине отрезка $AB$. Выберите все правильные утверждения относительно этой ситуации.
Решение по шагам
6 шаговПо третьему закону Ньютона силы взаимодействия двух бусинок равны по модулю и противоположны по направлению:
$$|\vec F_{A}|=|\vec F_{B}|$$При соединении одинаковых проводящих бусинок общий заряд распределится между ними поровну. Суммарный заряд системы равен:
$$Q=+q-3q=-2q$$После соединения заряд каждой бусинки станет равен $-q$, поэтому заряд бусинки в точке $A$ станет отрицательным.
В точке $C$ поле положительного заряда $+q$ направлено от заряда вправо, а поле отрицательного заряда $-3q$ — к заряду, также вправо. Поэтому результирующее поле направлено вправо, а не влево.
Стеклянная палочка является диэлектриком, поэтому заряды не перераспределяются. Заряды остаются разноимёнными, и бусинки притягиваются.
Если заряд в точке $A$ заменить на $-q$, поля в точке $C$ будут направлены навстречу друг другу. Их результирующий модуль станет равен разности модулей, то есть уменьшится, а не увеличится в 2 раза.
Где здесь ошибаются
Считать, что силы взаимодействия зарядов различаются из-за разных значений зарядов.
Забыть, что при соединении одинаковых проводящих бусинок общий заряд распределяется поровну.
Неверно определить направление поля отрицательного заряда.
Считать стеклянную палочку проводником.