Шарик массой m=10 г, имеющий электрический заряд q= 10-4 Кл, брошен вертикально вверх с некоторой начальной скоростью. Чему должна быть равна напряженность Е горизонтально направленного однородного электростатического поля, чтобы в высшей точке траектории кинетическая энергия шарика была бы равна начальной? Сопротивление движению отсутствует

боюь, что и у меня не сойдется с ответом, но хочу предложить следующую модель:

заменим однородную палочку невесомым стержнем, на концах которого находятся шарики одной массы (в сумме - масса палочки).

оси х и у направим как и обычно. они буду обозначать пол и стену.

нарисуем чертеж для какого-то произвольного положения системы шаров. нижний шар в точке с абсциссой х, верхний в точке с ординатой у . острый угол между стержнем и осью х назовем а.

со стороны стержня на шары действует равная по модулю сила f, линия действия которой совпадает с линией стержня, а направления - соответственно - в пол под углом а, и в стену под углом (90-а). для шара находящегося на полу, проекция этой силы на ось х и является причиной движения. а для шара находящегося наверху проекция этой силы на ось у ,наоборот, препятствует движению под действием силы тяжести.

уравнения ньютона в проекциях на ось х для нижнего шара, и в проекциях на ось у - для верхнего шара:

  -ускорение нижнего шара.

- ускорение верхнего шара

кинематические уравнения равноускоренного движения нижнего шара с нулевой начальной скоростью:

отсюда получим:  

как я понимаю, последняя формула является ключевой. теперь мы знаем,через сколько секунд нижний конец палочки был в координате х и имел скорость  .

теперь:

    (1)

подставим (1) в уравнение динамики второго(верхнего) шара и получим:

теперь подставив данные, с учетом того что tga = 36/48=0,75 (легко посчитать самому), получим удручающий ответ. оставляю его таким - в общем виде. не знаю, где ошибаюсь.

по формулам равноускоренного движения:

v= a*t

тогда время:

t = v/a = 16,67/5 = 3,33 c.  (мы учли, что: 60 км/ч = 16,67 м/с - примерно).

путь разгона:

ответ: 3,3 с;   27,8 м.

не будут сила тяготения и трения препятствуют движению