✨ Best Answer ✨
物理のエッセンスですね。この本の電磁気学の考え方は難しいです。
こういう問題には、電気量保存則を活用します。
その際、電荷量の正負は最初分かりません。保存則を立式して解いて初めて分かります。
立式しなくても分かる人はそうそういるものではありません。
保存則が成り立つのは、
具体的には今回の問題では、
スイッチをaに入れた場合、
C1の左極板とC3の左極板のそれぞれの電荷量の和を考えてみたいと思います。
まず、立式方法を説明します。
１つ目の式において。
スイッチをaに入れた直後ではまだC1にのみ電荷があるとみなして、その電荷量を求める。
2つ目の式において。
スイッチをaに入れて時間が経つと、C1とC3を並列状態とみなして、それぞれに等しい電圧がかかり、それぞれに電荷がたまる。
これらを等式で結ぶと、電荷量は求まります。
ちなみに、なぜ並列状態とみなせるのかというと、考え方として、C1の+電荷が導線を通して一番近くのC3左極板に移動。また、C1の-電荷は導線を通して一番近くのC3右極板へ移動。
なお、電荷は一周の回路が成立するところのみを通るため、スイッチをaに入れている限り、C2に電荷は移動しない。
コンデンサーは一見、極板間で導線がなく回路を成さないが、成立しているものだとみなすことがルール。
電気量保存則のコツは、一枚の極板と導線と一枚の極板との間の電荷量の流れを見極めることです。
ぜひ頑張ってください。
詳しい説明ありがとうございました！