В вакууме в вершинах правильного треугольника находятся 3 небольших одинаковых металлических шарика. Шарики поочерёдно по одному разу соединяют тонким проводом с удалённым проводником, потенциал которого поддерживается постоянным. В результате на первом шарике оказывается заряд Q1 = 4 мкКл, на втором заряд Q2 = 3 мкКл. Какой заряд окажется на третьем шарике?
Ответ выразить в мкКл и записать в виде числа без пробелов, без единиц измерения и каких-либо знаков, с точностью двух чисел после запятой, например, «5,62».
При соединении первого шарика с удаленным проводником, потенциал которого поддерживается постоянным и равным на шарик переходит заряд Q1 такой, при котором потенциал шарика также будет равен где r — радиус шарика. (1)
При соединении второго шарика с удаленным проводником на него переходит заряд Q2, определяемый условием
где a — сторона треугольника. (2)
При этом — потенциал поля, созданного первым шариком в той вершине треугольника, в которой находится второй заряд.
После соединения с проводником третьего шарика выполняется соотношение:
Откуда получаем, что (3)
Выражаем r и a из уравнений (1) и (2):
и
Подставив эти выражения в уравнение (3), находим
Ответ: 5,33.