1. Electric Charges and Fields
hard

दो समरूप चालक गोलों $A$ व $B$ पर समान आवेश हैं। प्रारम्भ में उनके बीच की दूरी उनके व्यासों से बहुत अधिक है तथा उनके बीच बल $F$ है। $C$ इसी तरह का एक तीसरा गोला है जो आवेशहीन है। गोले $C$ को पहले $A$ से स्पर्श कराते हैं, फिर $B$ से स्पर्श कराते हैं और फिर हटा देते हैं। इस प्रकार से $A$ और $B$ के बीच बल का मान होगा

A

$\frac{{3F}}{4}$

B

$\frac{{F}}{2}$

C

$F$

D

$\frac{{3F}}{8}$

(JEE MAIN-2018)

Solution

Spheres $A$ and $B$ carry equal charge say $'q$

$\therefore $ Force between them, $\mathrm{F}=\frac{\mathrm{k} \mathrm{qq}}{\mathrm{r}^{2}}$

When $A$ and $C$ are touched, charge on both

$\mathrm{q}_{\mathrm{A}}=\mathrm{q}_{\mathrm{C}}=\frac{\mathrm{q}}{2}$

Then when $\mathrm{B}$ and $\mathrm{C}$ are touched, charge or $B$

$\mathrm{q}_{\mathrm{B}}=\frac{\frac{\mathrm{q}}{2}+\mathrm{q}}{2}=\frac{3 \mathrm{q}}{4}$

Now, the force between charge $q_{A}$ and $q_{B}$

$\mathrm{F}^{\prime}=\frac{\mathrm{k} \mathrm{q}_{\mathrm{A}} \mathrm{q}_{\mathrm{B}}}{\mathrm{r}^{2}}=\frac{\mathrm{k} \times \frac{\mathrm{q}}{2} \times \frac{3 \mathrm{q}}{4}}{\mathrm{r}^{2}}=\frac{3 \mathrm{kq}^{2}}{8} \mathrm{r}^{2}=\frac{3}{8}\, \mathrm{F}$

Standard 12
Physics

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