НЕСФ 2014, 10. клас — Задача 2. Заредени топчета

Национално есенно състезание по физика 2014, тема за 10. клас · 8 ноември 2014 г. · 10 т.

Условие

Две еднакви малки топчета, всяко с маса $m$ и положителен заряд $q$, са закачени на еднакви непроводящи безмасови неразтегливи нишки с дължина $l$. Топчетата са свързани помежду си със също такава нишка, както е показано на фиг. 2. Приемете, че земното ускорение е $g = 10\ \mathrm{m/s^2}$, а константата в закона на Кулон $k = 9.10^{9}\ \mathrm{N.m^2/C^2}$.

а) Намерете изрази за интензитета на електростатичното поле и електричния потенциал в точката на окачване на горните две нишки. [2 т] [2 т.]

б) В един момент долната нишка е прерязана. Определете големината $a$ на ускоренията на топчетата непосредствено след момента на прерязването, ако максималната височина на издигане на топчетата след прерязването на нишката е височината на точката на окачване на горните нишки. [4 т] [4 т.]

в) Когато топчетата са в най-горно положение, големината на силите на опън на нишките е $T = 2\ \mathrm{N}$. На колко са равни зарядите и масите на топчетата, ако $l = 50\ \mathrm{cm}$? [2 т] [2 т.]

г) Намерете големината на скоростите на топчетата, когато нишките сключват прав ъгъл помежду си. [2 т] [2 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: esenni_2014_10problems.pdf · официални решения: esenni_2014_10solutions.pdf