Определить потенциал металлического шарика радиусом 2 см и зарядом -40 пкл на расстоянии 1 см от его центра. ответ выразить в вольтах.

дано:

r = 2 см = 0,02 м

q = - 40 пф = - 40·10⁻¹² ф

d = 1 см = 0,01 м

φ - ?

потенциал:

φ = k·q / r = k·q / (r+d) = 9·10⁹·( - 40·10⁻¹²) / (0,02+0,01) = - 12 в

1)полная механическая энергия равна сумме кинетической энергии и потенциальной(т.е mgh+mv^{2}/2).2x10x25+2x100/2=600дж

2)так как полная механическая энергия системы не меняется то:

кинетическая ээнергия на высоте 15м=полная мех.энергия-потенциальная енергия на высоте 15м(т.е 600-2x10x15=300дж)

3)так как кинетическая энергия на высоте 15м равна 300дж,то из формулы mv^{2}/2 можем вычислить скорость(300=2v^{2}/2,отсюда v=17.32мс)

4)к коцу падения на высоте 0 метров потенциальная энергия равна(2х10х0=0дж),значит кинетическая энергия равна(полная мех.энергия-потенциальная энер.=600дж)из формулы ек=mv^{2}/2 вычислим скорость(600=2v^{2}/2.отсюда v=24.5мс)