Дано: m = 40 мг = 40 * 10^-6 кг, q = 1 нКл = 1 * 10^-9 Кл, v = 10 см/с = 0.1 м/с, q2 = 1,33 нКл = 1.33 * 10^-9 Кл.
Найти: расстояние, на которое может приблизиться шарик к точечному заряду.
Решение:
Сначала найдем разность потенциалов между точечными зарядами:
ΔV = k * |q2| / r,
где k - постоянная Кулона (k ≈ 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), r - расстояние между зарядами.
По формуле для кинетической энергии:
K = q * ΔV,
K = m * v^2 / 2,
где K - кинетическая энергия, m - масса шарика, v - скорость шарика.
Приравниваем два выражений для К:
q * ΔV = m * v^2 / 2,
k * |q2| / r * q = m * v^2 / 2,
9 * 10^9 * 1.33 * 10^-9 / r * 1 * 10^-9 = 40 * 10^-6 * (0.1)^2 / 2,
11.97 / r = 2 * 0.004,
11.97 / r = 0.008.
Отсюда r = 11.97 / 0.008 = 1496.25 м.
Ответ: Шарик может приблизиться к точечному заряду на расстояние 1496.25 м.