Шарик массой 40 мг, имеющий заряд 1 нКл, перемещается из бесконечности со скоростью 10 см/с. На какое расстояние может приблизиться шарик к точечному заряду, равному 1,33 нКл?
от

1 Ответ

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.
от