Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 13854
2020-04-03 
Небольшой шарик с массой m и зарядом q покоится на горизонтальной непроводящей поверхности (рис.). К нему очень медленно подносят, перемещая вертикально вниз, другой шарик с зарядом $-q$. На каком расстоянии от горизонтальной поверхности шарики столкнутся?
Решение:
На нижний шарик действуют силы тяжести, реакции опоры и кулоновского взаимодействия. Запишем условие равновесия шарика на горизонтальной поверхности:
$\frac{kq^{2} }{h^{2} } + N - mg = 0$,
где $h$ - расстояние между шариками, $k$ - постоянная в законе Кулона. Это равновесие устойчивое: при малом смещении нижнего шарика из этого положения по вертикали или по горизонтали возникает "возвращающая" сила. С уменьшением $h$ сила реакции $N$ уменьшается и при некотором $h$ оказывается равной нулю. С этого момента положение нижнего шарика на горизонтальной поверхности становится неустойчивым, он отрывается от поверхности и устремляется к верхнему шарику со все возрастающим ускорением. Поскольку верхний шарик движется очень медленно, то столкновение шариков происходит на высоте
$h = \sqrt{ \frac{kq^{2}}{mg}}$.
Небольшой шарик с массой m и зарядом q покоится на горизонтальной непроводящей поверхности (рис.). К нему очень медленно подносят, перемещая вертикально вниз, другой шарик с зарядом $-q$. На каком расстоянии от горизонтальной поверхности шарики столкнутся?
Решение:
На нижний шарик действуют силы тяжести, реакции опоры и кулоновского взаимодействия. Запишем условие равновесия шарика на горизонтальной поверхности:
$\frac{kq^{2} }{h^{2} } + N - mg = 0$,
где $h$ - расстояние между шариками, $k$ - постоянная в законе Кулона. Это равновесие устойчивое: при малом смещении нижнего шарика из этого положения по вертикали или по горизонтали возникает "возвращающая" сила. С уменьшением $h$ сила реакции $N$ уменьшается и при некотором $h$ оказывается равной нулю. С этого момента положение нижнего шарика на горизонтальной поверхности становится неустойчивым, он отрывается от поверхности и устремляется к верхнему шарику со все возрастающим ускорением. Поскольку верхний шарик движется очень медленно, то столкновение шариков происходит на высоте
$h = \sqrt{ \frac{kq^{2}}{mg}}$.
