«Квант» — научно-популярный физико-математический журнал (издаётся с 1970 года)
Старый сайт журнала: kvant.ras.ru

Задача Ф6

Условие задачи (1970, № 1) Задача Ф6 // Квант. — 1970. — № 1. — Стр. 54; 1970. — № 7. — Стр. 58.

Найдите, чему равен заряд заземлённого металлического шара радиуса $r$‍,‍ если на расстоянии $R$‍ от его центра находится точечный заряд $q$‍.

II Всесоюзная физическая олимпиада


Изображения страниц

Решение задачи (1970, № 7) Задача Ф6 // Квант. — 1970. — № 1. — Стр. 54; 1970. — № 7. — Стр. 58.

Потенциал шара должен быть равен нулю. Потенциал поля в центре шара, равный, конечно, потенциалу шара, складывается из потенциала поля точечного заряда $q$‍ и поля, создаваемого зарядом $Q$‍ шара. Заряд $Q$‍ распределён по шару не равномерно, но если шар разбить на маленькие участки с зарядами $\Delta q$‍,‍ то потенциал поля, создаваемого зарядом шара в центре, можно выразить как суммарный потенциал полей точечных зарядов $\Delta q$‍.‍ Таким образом, можно записать для центра шара: $$ \Delta\varphi=\sum\dfrac{\Delta q}r=\dfrac1r\sum\Delta q=\dfrac Qr, $$ причём $\dfrac Qr+\dfrac qR=0$‍.‍ Отсюда $$ Q=-\dfrac rRq. $$

Правильный ответ получили многие читатели, но правильных решений мы получили очень мало. Многие читатели использовали формулу для ёмкости конденсатора $C=\dfrac{\Delta Q}{\Delta\varphi}$‍,‍ полагая ёмкость шара равной $r$‍.‍ Но это справедливо лишь для изолированного шара с равномерно распределённым зарядом.


Метаданные Задача Ф6 // Квант. — 1970. — № 1. — Стр. 54; 1970. — № 7. — Стр. 58.

Предмет
Физика
Номера

1970. — № 1. — Стр.  [условие]

1970. — № 7. — Стр.  [решение]

Описание
Задача Ф6 // Квант. — 1970. — № 1. — Стр. 54; 1970. — № 7. — Стр. 58.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/f6/