Τρία φορτία σε αλληλεπίδραση και κυκλική κίνηση

Δυο θετικά φορτία Q₁=2Q, Q₂=Q βρίσκονται στην ίδια κατακόρυφο και συγκρατούνται σε απόσταση 2d .

Τρίτο φορτίο –q  που είναι αποθηκευμένο σε σφαιρίδιο μάζας m  εκτοξεύεται οριζόντια με ταχύτητα u και από απόσταση R από την κατακόρυφο που διέρχεται από τα δύο φορτία και κάθετα στο επίπεδο των τριών φορτίων. Το σημείο εκτόξευσης  ισαπέχει από τα φορτία Q₁, Q₂.  Παρατηρούμε ότι η κίνηση του φορτισμένου σφαιριδίου είναι ομαλή κυκλική. Να υπολογίσετε:

1. την ταχύτητα εκτόξευσης u και τη συχνότητα περιστροφής

2. τα φορτία Q₁ και Q₂

3. Την κινητική ενέργεια εκτόξευσης του σφαιριδίου καθώς και την μηχανική ενέργειά του

4. Αν κάποια στιγμή συνδέσουμε με αγωγό τα φορτία Q₁ και Q₂, το φορτισμένο κινούμενο σφαιρίδιο, θα συνεχίσει την κυκλική κίνησή του στην ίδια τροχιά ή όχι;

Δεδομένα: R=d=0,1m  ,  Q­₁=2Q  , Q₂=Q , q= -10^-8C , m=10^-3kg , g=10m/s^2, ενώ τα αρχικά δυναμικά των φορτισμένων σωμάτων που φέρουν τα φορτία Q₁ και Q₂ είναι διαφορετικά.

Απάντηση: