🏠 פיזיקה 2ממ · מוליכים, דמויות וקבלים
חורף תשפ״ב ג׳ · שאלה 2
מוליכים, דמויות וקבליםקשה השוואת פוטנציאלים + $U=\frac{1}{2}\sum q_i\varphi_i$
כדור מוליך קטן שרדיוסו $a$ טעון במטען כולל $Q>0$ נמצא בתוך קליפה כדורית מוליכה דקה בעלת רדיוס $b$, בעלות מרכז משותף. הקליפה מחוברת בתיל מוליך ארוך מאוד ודק לקליפה כדורית זהה בעלת רדיוס $b$. נתון כי סכום המטענים על שתי הקליפות הדקות הוא 0. מהי האנרגיה הפוטנציאלית הכוללת שאגורה במערכת? [איור: כדור טעון בתוך קליפה קונצנטרית, מחוברת בתיל לקליפה מרוחקת זהה]
התשובה: ג
💡 שתי הקליפות המחוברות שוות פוטנציאל וסכום מטענן 0, לכן תרומתן לאנרגיה מתאפסת ונשארת רק תרומת הכדור: $U=\frac{kQ^2}{2}(\frac{1}{a}-\frac{1}{2b})$.
