Question

Две маленькие одинаковые одноименно заряженные бусинки (q=2мкКл m=9г) связаны непроводящей нерастяжимой нитью длиной 1 м и помещены внутрь непроводящей неподвижной незакрепленной сферы (масса равна суммарной массе бусинок). Бусинки и центр сферы образуют правильный треугольник. Какую максимальную скорость приобретет каждая из бусин после мгновенного обрыва нити? Силами тяготения, трения и сопротивления пренебречь. Очень срочно!

Answer 1

Ответ:

Ответ на фотке)

Объяснение:

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения механической энергии. Поскольку трение и сопротивление не учитываются, мы будем рассматривать только потенциальную и кинетическую энергию системы.

Изначально у нас есть потенциальная энергия взаимодействия бусинок с землей (поскольку силы тяготения не учитываются) и потенциальная энергия взаимодействия бусинок друг с другом. После обрыва нити потенциальная энергия исчезает, и вся энергия будет в форме кинетической энергии бусинок.

Давайте обозначим максимальную скорость, которую каждая бусинка приобретет после обрыва нити, как "v". Тогда мы можем записать закон сохранения механической энергии:

Потенциальная энергия начальная = Кинетическая энергия конечная

Потенциальная энергия начальная: Поскольку высота каждой бусинки относительно центра сферы составляет половину высоты равностороннего треугольника, а длина стороны треугольника равна радиусу сферы (1 метр), начальная потенциальная энергия каждой бусинки будет равна m * g * (1/2)R, где m - масса бусинки, g - ускорение свободного падения, R - радиус сферы.

Потенциальная энергия начальная = (0.009 кг) * (9.8 м/с²) * (1/2) * 1 м = 0.0441 Дж

Кинетическая энергия конечная: Кинетическая энергия бусинки K = (1/2) * m * v²

Поскольку каждая бусинка имеет одну и ту же скорость "v", общая кинетическая энергия обоих бусинок равна 2 * (1/2) * m * v² = m * v².

Потенциальная энергия начальная = Кинетическая энергия конечная

0.0441 Дж = 0.009 кг * v²

Теперь мы можем решить уравнение относительно "v":

v² = 0.0441 Дж / 0.009 кг = 4.9 м²/с²

v = √4.9 м/с ≈ 2.21 м/с

Таким образом, максимальная скорость, которую каждая из бусин приобретет после мгновенного обрыва нити, составляет примерно 2.21 м/с.