Тема . Электродинамика. Электростатика

.09 Энергия системы зарядов

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела электродинамика. электростатика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#29507

Три маленьких одинаковых шарика, каждый массой m  и зарядом q  , расположены на гладкой горизонтальной поверхности. Шарики связаны друг с другом тремя нерастяжимыми и непроводящими нитями, каждая длиной l  (см. рисунок). Все три нити одновременно пережигают. Пренебрегая силой тяжести, определить:
1) ускорения шариков сразу после пережигания нитей;
2) импульс каждого шарика после разлёта на большие расстояния друг от друга.
(МФТИ, 1997 )

PIC

Показать ответ и решение

1) Каждый из шариков действует на два других с силой, направленной вдоль прямой между шариками и равной

       2
Fi = kq--
      l

У каждого из шариков одинаковая сила воздействия, которую можно найти из теоремы косинусов. Найдем ее для левого шарика (1)

                                                 ∘ ---2-4----2-4-     2√ --
F 2 = F 2  + F 2  − 2F    F    cos(120∘) ⇒ F  =    2k-q--+  k-q--= kq---3-
  1    1− 2    1− 3     1−2 1−3               1       l4      l4       l2

Тогда по второму закону Ньютона ускорение

                   √ --
                kq2  3
F1 = ma  ⇒  a = ----2--
                 ml

2) Потенциальная энергия системы зарядов до пережигания нити:

      3kq2
En =  -----
        l

На больших расстояниях заряды не воздействуют друг на друга En =  0  , а сумма кинетических энергий равна      3mv2--   3p2-
Ek =   2   =  2m ,  где p  – импульс одного заряда.
Тогда из закона сохранения энергии

                   ∘ -------
3kq2    3p2           2mkq2
-----=  ----⇒  p =    -------
  l     2m              l
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!