Решение

Республиканская олимпиада 1990 10 класс № 3

Поле точечного заряда помещенного в центре проводящей сферы некоторой толщины, отличается от поля точечного заряда только в областях нахождения проводника: там оно «съедено» (вспомните принцип электростатической защиты). Таким образом, энергия полей в двух случаях отличаются только на энергию указанной области.

В условии задачи даны достаточно тонкие сферы – поэтому можно упростить расчет, считая плотность энергии поля постоянной по всему объему. В нашем случае:

нан

кон

где – величина «съеденной» энергии поля, нан и кон соответственно начальное и конечное значение энергии системы. Согласно закону сохранения энергии:

коннан

где – искомое значение зарядов минимальной работы по перестановке местами. В нашем случае: