Маленький шарик массой 41 мг, имеющий заряд 1,0 мккл, скользит без трения с высоты 3,0 м по наклонной плоскости, образующей с горизонтом угол 30°. в вершине прямого угла, у основания наклонной плоскости, находится неподвижный точечный заряд 2,0 мккл. определите скорость шарика у основания, если начальная его скорость равна нулю.

,полное решение ,с иллюстрацией и объяснением процесса

ответ:

объяснение:

на основании закона сохранения и превращения энергии составим уравнение:

wк1+wp1=wk2+wp2, где wк1, wp1 -кинетическая и потенциальная энергия шарика, находящегося на высоте h на наклонной плоско­сти; wк2, wp2 - кинетическая и потенциальная энергия шарика у основания наклонной плоскости.

нулевой уровень потенциальной энергии совместим с основанием наклонной плоскости. тогда

wp1 = mgh+q1*q2/4*pi*e0*h

wk1 = 0

второе слагаемое в выражении для wpl представляет собой потенциальную энергию, обусловленную взаимным расположением зарядов q1 и q2. пусть υ — скорость ша­рика у основания наклонной плоскости. тогда

wk2=m*v^2/2.

в это время расстояние между , как видно из рисунка, равно h/tgα. поэтому

wp2 = q1*q2*tga/4*pi*e0*h

с учетом этих значений энергии уравнение первое примет вид:

mgh+q1*q2/4*pi*e0*h = m*v^2/2 + q1*q2*tga/4*pi*e0*h

отсюда найдем скорость:

v = √2h+q1*q2*tga/2*pi*m*e0*h(1-tga)