2024-03-22
Однородное электрическое поле направлено параллельно горизонтальной поверхности стола. На столе лежит заряженный шарик, привязанный нитью к вбитому в стол гвоздю. Сила натяжения нити при этом равна $T_{н} =1 Н$. Шарик переводят из положения А в положение В, отклонив нить на $90^{ \circ}$, и отпускают. Найдите максимальную силу натяжения нити при дальнейшем движении. Трением пренебречь.
Решение:
При равновесии в точке $A$:
$T_{н} = Eq$ (1).
По теореме о кинетической энергии при переходе из $B$ в $A$:
$\frac{mv^{2}}{2} = qES \cos 45^{ \circ}$ (2).
При прохождении точки $A$ по второму закону Ньютона:
$\frac{mv^{2}}{l} = T_{max} - qE$ (3).
Учитывая, что $S = l \sqrt{2}$, из (1) - (3) получаем $T_{max} = 3T_{н} \Leftrightarrow T_{max} = 3 Н$.