Дано: Четыре одинаковых точечных заряда (q = 2 мкКл) каждый. Масса заряда (m = 10 г). Ребро тетраэдра (L = 30 см).
Найти: Скорости зарядов, которые они приобретут на большом расстоянии друг от друга.
Решение: Мы можем использовать закон сохранения энергии для определения скоростей зарядов. Изначальная потенциальная энергия системы зарядов превращается в кинетическую энергию.
Известно, что потенциальная энергия системы зарядов: U = (kq^2) / r, где k - постоянная Кулона (8.988 * 10^9 Н * м^2/Кл^2), q - величина заряда, r - расстояние между зарядами.
После расстояния, превышающего размеры тетраэдра, энергия системы состоит из потенциальной энергии системы зарядов (U), а кинетическая энергия стремится к нулю.
Из закона сохранения энергии: U = (1/2)mv^2, где m - масса заряда, v - его скорость.
Исходя из этого, скорость, которую каждый из зарядов получит, можно рассчитать, пренебрегая их взаимодействием друг с другом: v = √((2kq^2) / (mr))
Подставим известные значения и решим: v = √((2 * 8.988 * 10^9 * (2 * 10^-6)^2) / (10 * 10^-3 * 0.5L)) = 6.86 * 10^4 м/с
Таким образом, каждый из зарядов приобретет скорость приблизительно 6.86 * 10^4 м/с на большом расстоянии друг от друга.
Ответ: Каждый заряд получит скорость приблизительно 6.86 * 10^4 м/с на большом расстоянии от других зарядов.