На тонких шёлковых нитях подвешены два заряженных одинаковых шарика (см. рисунок). Какое из утверждений верно? 1) Заряды шариков обязательно равны по модулю. 2) Силы, действующие на каждый из шариков, различны по модулю. 3) Заряды шариков имеют одинаковый знак. 4) Заряды шариков имеют разные знаки. Ответ:

Рассмотрим данную систему. На шарики действуют силы тяжести, силы натяжения нитей и силы электростатического взаимодействия. Поскольку шарики находятся в равновесии, то силы, действующие на каждый шарик, скомпенсированы.

По закону Кулона, сила взаимодействия между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Так как расстояние между шариками одинаковое, а силы взаимодействия равны по третьему закону Ньютона, то произведение модулей зарядов должно быть одинаковым.

Из равенства сил взаимодействия следует, что заряды шариков могут быть как одинаковыми по знаку (оба положительные или оба отрицательные), так и разными по знаку (один положительный, другой отрицательный).

Так как шарики отталкиваются, то они имеют одинаковые знаки.

Рассмотрим силы, действующие на каждый шарик. На каждый шарик действует сила тяжести, сила натяжения нити и сила электростатического отталкивания. Так как шарики находятся в равновесии, то векторная сумма сил, действующих на каждый шарик, равна нулю. Следовательно, силы, действующие на каждый из шариков, одинаковы по модулю.

Таким образом, заряды шариков имеют одинаковый знак.

Ответ: 3