Определим общее сопротивление участка. Для этого для начала определим сопротивление. Сопротивление блока равно

К этому блоку подсоединены последовательно ещё два резистора, поэтому общее сопротивление цепи:

Определим силу тока в цепи по закону Ома:

где – напряжение на концах цепи.
Тогда напряжение на резисторе :

Расставим потенциалы на исходной схеме:

Перерисуем схему:

Отсюда видно, что все резисторы будут соединены параллельно, значит общее сопротивление найдем по формуле:

Сопротивление проводника можно найти по формуле:

где — удельная сопротивление — длина проводника, — площадь поперечного сечения проводника, и для круга она равна .
Количество теплоты зависит от напряжения:

где – напряжение, — время.
Запишем отношение количества теплоты, которое выделится на втором проводнике, к количеству теплоты, которое выделится на первом проводнике за то же время с учетом того, что напряжение одинаково в обоих случаях:

Используя первую формулу, преобразуем:

Сила взаимодействия зарядов — сила Кулона, которая равна:

где — диэлектрическая проницаемость диэлектрика, — электрическая постоянная, и — заряды первого и второго шарика, — расстояние между шариками.
По закону сохранения заряда:

Из формулы (1) видно, что сила Кулона прямо пропорциональна произведению модулей зарядов.
Поэтому отношение модуля силы Кулона до приведения шариков в соприкосновение к модулю силы Кулона после равно отношению произведению модулей зарядов шариков до взаимодействия к произведению модулей зарядов шариков после соприкосновения.
Найдем произведение модулей зарядов до их взаимодействия:

С учетом (2) найдем произведение модулей зарядов после их взаимодействия:

Найдем, на сколько процентов увеличится в результате сила взаимодействия:

Следовательно, сила взаимодействия увеличится на 56,25%

Пусть первоначальный заряд первого шарика равен , а . Тогда — заряд второго шарика.

По закону Кулона для начального положения:

После соприкосновения шариков их общий заряд распределится поровну и станет равным у каждого шарика:

По закону Кулона для конечного положения:

Выразим :

Подставим значения:

Т.к. должен быть больше , то их отношение должно быть больше 1. Значит, .

Пусть — заряд второго шарика до соприкосновения, значит заряд первого шарика до соприкосновения будет равен . После соприкосновения шариков их заряды распределились поровну и стали равны каждый .

По закону Кулона для начального и конечного положений шариков:

После замыкания ключа вся энергия конденсатора выделится на резисторе, то есть

Энергия заряженного конденсатора:

где – ёмкость конденсатора, – напряжение на конденсаторе.
Так как конденсатор подключен с источнику, то напряжение на конденсаторе равно ЭДС, откуда

Энергия заряженного конденсатора:

где – ёмкость конденсатора, – напряжение на конденсаторе.
Выразим ёмкость

Напряжение на конденсаторе находится по формуле:

где – заряд конденсатора, – его ёмкость.
Тогда

Ёмкость конденсатора:

где – площадь конденсатора, – расстояние между обкладками, – диэлектрическая проничаемость диэлектрика, – диэлектрическая постоянная. Ёмкость увеличится в 2 раза (Емкость не зависит от заряда).

Ёмкость конденсатора:

где – площадь конденсатора, – расстояние между обкладками, – диэлектрическая проничаемость диэлектрика, – диэлектрическая постоянная. Если расстояние между пластинами уменьшить в 3 раза, то емкость конденсатора увеличится в 3 раза.

Энергия конденсатора:

где – заряд конденсатора, – емкость конденсатора. При соединениии конденсатора проводником, вся энергия выдлеится в виде теплоты:

Разность потенциалов находится по формуле:

– напряженность, – расстояние между обкладками, тогда расстояние между обкладками

Емкость конденсатора:

где – площадь конденсатора, – расстояние между обкладками, – диэлектрическая проничаемость воздуха, – диэлектрическая постоянная.

Емкость уменьшится в 4 раза.

Энергия конденсатора

где – ёмкость конденсатора, – напряжение на нём.

Тогда отношение энергии электрического поля первого конденсатора к энергии электрического поля второго

Емкость конденсатора:

где – площадь конденсатора, – расстояние между обкладками, – диэлектрическая проничаемость диэлектрика, – диэлектрическая постоянная.

– напряженность, – расстояние между обкладками.

Заряд равен:

– емкость, – напряжение. Таким образом, заряд необходимо уменьшить в 2 раза.

При последовательном соединении общее сопротивление находится по формуле:

Тогда емкость второго конденсатора

В установившемся состоянии конденсатор будет заряжен до напряжения, равного ЭДС, это напряжение равно 12 В. Заряд на конденсаторе же находится по формуле:

В установившемся состоянии конденсатор будет заряжен до напряжения, равного ЭДС, это напряжение равно 12 В