Задачи по физике решаем вместе

Небольшое заряженное тело начинает скользить без трения по наклонной плоскости с высоты H=20 см. Масса тела m=60 г, его заряд положителен и равен q1, угол альфа равен 30. У основания наклонной плоскости закреплен точечный отрицательный заряд q2=-1 мкКл. Считать,что взаимодействие зарядов происходит в вакууме. Когда тело оказалось на расстоянии l =10 см от заряда q2 , его кинетическая энергия стала равной W=360 мДж. Найти заряд тела q1 в мкКл.



Очевидно, что тело движется (скользит) вниз под воздействием результирующей сил земного притяжения, реакции опоры и силы электрического взаимодействия (притяжения)


 

Кинетическая энергия тела будет равна сумме изменений потенциальных энергий тела в гравитационном поле (земного притяжения) и электрическом поле (созданном зарядом q2).

               (1)

Изменение потенциальной энергии заряженного тела при перемещении в электрическом поле:

        (2)


Изменение потенциальной энергии тела массой m при перемещении в гравитационном поле Земли:

               (3)

Очевидно, что

                    ,                      (4)

Осталось подставить (2) и (3)  с учетом (4) в выражение (1) и выразить искомое q1  и далее, подставив исходные данные, найти численное значение q1.