Три бусинки, имеющих заряд q и массу m, находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной l. Какова будет максимальная скорость бусинок, если их предоставить самим себе?

6 Июн 2019 в 19:46
223 +1
0
Ответы
1

Для ответа на этот вопрос можно воспользоваться законом сохранения механической энергии. При отсчете начала движения кинетическая энергия системы бусинок равна сумме потенциальных энергий в начальный момент времени (когда бусинки находятся в вершинах треугольника) и кинетической энергии, а также потенциальным энергиям в конечный момент времени (когда бусинки окажутся в углах разгона) :

(K_п + U_п = K_к + U_к)

Поскольку потенциальная энергия бусинки в вершине треугольника равна 0, а в точке разгона (бесконечности) равна 0, получаем, что (U_п = 0, U_к = 0), и формула превращается в:

(K_п = K_к)

Из формулы кинетической энергии (K = \frac{1}{2}mv^2), где (m) - масса бусинки, и (v) - её скорость, получаем:

(\frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}mV^2),

где (V) - максимальная скорость каждой бусинки. Так как (v < V), то скорость максимальна, когда бусинка находится в вершине треугольника, а (v) равна (0). Тогда максимальная скорость будет равна скорости, при которой бусинка окажется в вершине треугольника.

Пусть (v_0) - скорость бусинки в вершине треугольника. Тогда (v0^2 = V{max} = \frac{qE}{m}), где (E) - модуль электрического поля в вершине треугольника.

Таким образом, максимальная скорость (V_{max}) бусинок будет равна (\sqrt{\frac{qE}{m}}).

21 Апр 2024 в 01:32
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир