Помогите, пожалуйста, решить задачу по физике по электростатике.
Два небольших тела массой 5 г каждое, заряженные одинаковым зарядом 1 мкКл, находятся на горизонтальной плоскости на расстоянии 10 м друг от друга. Коэффициент трения тел о плоскость равен 0,5. Какую минимальную начальную скорость надо сообщить одному из тел, чтобы сдвинуть с места второе тело?
И да, если вы какой-то супер-гений, пожалуйста, не надо бомбить по типу "это элементрная задача, бла-бла-бла, иди учебник читай, тупая школьница, бла-бла-бла". Не у всех такой опыт, как у вас. Я лишь прошу помочь разобраться с задачей.
Чтобы наиболее эффективно воздействовать на второе тело, первое тело надо толкать в сторону второго. Пусть начальное расстояние между телами r0.
Пусть первое тело толкнули со скоростью Vo, тогда его кинетическая энергия (m/2)Vo^2. Потенциальная энергия взаимодействия U = k q^2 / r0.
Если первое тело смещается на X и имеет скорость V, то его полная энергия равна: (m/2)V^2 + k q^2 / (r0-X)
Запишем закон сохранения энергии:
(m/2)Vo^2 + k q^2 / r0 = (m/2)V^2 + k q^2 / (r0-X) + a m g X
(справа вычитаем работу силы трения, которая сама отрицательная)
Условие остановки: V = 0.
(m/2)Vo^2 + k q^2 / r0 = k q^2 / (r0-X) + a m g X
Это соотношение, из которого можно найти максимальное X, на которое сдвинется первое тело.
Чтобы второе тело сдвинулось, необходимо k q^2 / (r0-x)^2 > a m g.
Граничная ситуация при k q^2 /(r0 - x)^2 = a m g
Для двух неизвестных X, Vo имеем два уравнения:
k q^2 /(r0 - x)^2 = a m g
(m/2)Vo^2 + k q^2 / r0 = k q^2 / (r0-X) + a m g X
Из первого находим X, подставляем во второе, из получившего уравнения находим Vo.
Это арифметика.
