Шарик массой 40 мг имеющий заряд 1нкл перемещается бесконечно со скоростью 10 см\с

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для вычисления скорости необходимо использовать закон сохранения энергии:

Энергия состоит из кинетической и потенциальной энергии:

Ek = EP

mv^2/2 = kq1q2/r

где:
Ek = кинетическая энергия
EP = потенциальная энергия
m = масса шарика (40 мг = 0,04 г = 0,00004 кг)
v = скорость шарика (10 см/с = 0,1 м/с)
k = постоянная Кулона (8,99 10^9 Нм^2/Кл^2)
q1 = заряд шарика (1 нКл = 1 10^-9 Кл)
q2 = заряд шарика (1 нКл = 1 10^-9 Кл)
r = расстояние между шариком и другим зарядом (здесь возьмем как бесконечность)

Подставляя значения и решая уравнение, найдем скорость шарика при бесконечном его перемещении:

(0,00004 кг (0,1 м/с)^2) / 2 = (8,99 10^9 Нм^2/Кл^2 1 10^-9 Кл 1 * 10^-9 Кл) / r

0,0000004 кг 0,01 м^2 / 2 = 8,99 10^9 * 10^-18 / r

0,000004 / 2 = 8,99 * 10^-9 / r

0,000002 = 8,99 * 10^-9 / r

r = 8,99 * 10^-9 / 0,000002

r = 4,495 * 10^-6 м

Таким образом, шарик перемещается бесконечно со скоростью 10 см/с при расстоянии от другого заряда в 4,495 мм.