Η μετακίνηση μιας φορτισμένης σφαίρας. Φ.Ε.

Στο σημείο Ο μιας ευθείας (ε) έχουμε ακλόνητα τοποθετήσει ένα σημειακό θετικό φορτίο Q. Σε μια στιγμή αφήνουμε στο σημείο Κ της ευθείας σε απόσταση (ΟΚ)=x μια μικρή σφαίρα Α μάζας m₁= m και φορτίου q₁, η οποία αποκτά επιτάχυνση α₀, όπως στο σχήμα. Μετά από λίγο η σφαίρα Α περνά από το σημείο Λ, όπου (ΚΛ)=x με ταχύτητα υ₁.

i) Να σχεδιάσετε την ένταση του πεδίου που δημιουργεί το φορτίο Q, στο σημείο Κ. Ποιο το πρόσημο του φορτίου της σφαίρας Α;

ii) Η κίνηση από το Κ στο Λ, είναι ή όχι ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη;

iii) Η επιτάχυνση α₁ της σφαίρας στη θέση Λ έχει μέτρο:

α) α₁=α₀,   β) α₁= ½ α₀,   γ) α₁= ¼ α₀,    δ) α₁=2α₀.

iv) Ποιο από τα παρακάτω διαγράμματα παριστάνει την ταχύτητα της σφαίρας Α, σε συνάρτηση με το χρόνο;

v) Αντικαθιστούμε τη σφαίρα Α, με άλλη Β μάζας m₂= 2m και φορτίου q₂=q₁, αφήνοντάς την να κινηθεί από το σημείο Κ.

Α) Η αρχική επιτάχυνση της Β σφαίρας, έχει μέτρο α_Β, τότε:

α) α_Β=α₀,   β) α_Β= ½ α₀,   γ) α_Β= ¼ α₀,    δ) α_Β=2α₀.

Β) Αν W_Α και W_Β τα έργα των δυνάμεων που ασκήθηκαν στις σφαίρες Α και Β αντίστοιχα, κατά την μετακίνησή τους από το Κ στο Λ, θα ισχύει:

α)  W_Α= ½ W_Β,    β) W_Α= W_Β,    γ) W_Α= 2 W_Β.

Γ) Αν η σφαίρα Β φτάνει στο Λ έχοντας ταχύτητα υ₂, τότε:

α) υ₂ < υ₁,   β) υ₂ = υ₁,   γ) υ₂ > υ₁.

Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.

Απάντηση:

ή

Η μετακίνηση μιας φορτισμένης σφαίρας. Φ.Ε.
  Η μετακίνηση μιας φορτισμένης σφαίρας. Φ.Ε.