Когда два проводящих шарика соединяются проводником, заряды на них перераспределяются до достижения равновесия. Это происходит потому, что заряды стремятся к состоянию, при котором потенциалы обоих шариков будут равны. Предположим, что оба шарика имеют одинаковую емкость (что обычно подразумевается, если не указано другое), тогда процесс перераспределения заряда можно описать следующим образом:
Начальные заряды: Первый шарик имеет заряд (-8q), а второй (-2q).
Общий заряд системы: Когда шарики соединены проводником, общий заряд системы сохраняется. Общий начальный заряд (Q) равен сумме зарядов обоих шариков:
[
Q = (-8q) + (-2q) = -10q
]
Перераспределение зарядов: После соединения шарики достигают одинакового потенциала, что происходит, когда заряды на шариках равны, потому что они предполагаются одинаковыми по размеру и форме. Таким образом, общий заряд (-10q) делится поровну между двумя шариками.
Конечные заряды: Поскольку общий заряд системы равен (-10q), и он делится поровну между двумя шариками, каждый шарик получает заряд:
[
\frac{-10q}{2} = -5q
]
Таким образом, после соединения проводником каждый из шариков будет иметь заряд (-5q).