Κρούση μέσα σε ηλεκτρικό πεδίο

Στο σχήμα φαίνονται δύο σώματα Α και Β με ίσες μάζες m_A = m_B = 1kg, πάνω σε λείο οριζόντιο επίπεδο. Το σώμα A είναι ηλεκτρικά ουδέτερο, ηρεμεί και είναι συνδεδεμένο στο δεξί άκρο οριζόντιου ιδανικού ελατηρίου σταθεράς k = 400N/m, που έχει το φυσικό του μήκος. Το αριστερό άκρο του ελατηρίου, είναι ακλόνητο. Το σώμα Β φέρει ηλεκτρικό φορτίο q = −1C και συγκρατείται ακίνητο σε απόσταση d = 1,2m από το Α. Στο χώρο υπάρχει ομογενές ηλεκτρικό πεδίο έντασης μέτρου E = 10N/C με οριζόντια διεύθυνση και φορά προς τα δεξιά, όπως φαίνεται στο σχήμα. Αφήνουμε ελεύθερο το σώμα Β.

i) Να δικαιολογήσετε το είδος της κίνησης του σώματος Β και να βρείτε το μέτρο της επιτάχυνσής του.

ii) Με ποια ταχύτητα θα συγκρουστεί με το σώμα Α;

iii) Αν η κρούση είναι πλαστική, δηλαδή δημιουργηθεί συσσωμάτωμα, ποια θα είναι η ταχύτητα του συσσωματώματος αμέσως μετά την κρούση; Η χρονική διάρκεια της κρούσης θεωρείται αμελητέα.

iv) Πόση θα είναι η μέγιστη συμπίεση του ελατηρίου;

v) Υπολογίστε τη μεταβολή της ηλεκτρικής δυναμικής ενέργειας του συστήματος σε όλη τη διάρκεια του φαινομένου.

Απάντηση

Απάντηση