Δυο κινήσεις που θυμίζουν πείραμα Rutherford.

Μια φορτισμένη μικρή σφαίρα Β συγκρατείται ακίνητη σε ένα σημείο. Από μεγάλη απόσταση εκτοξεύεται μια άλλη μικρή φορτισμένη σφαίρα Α, μάζας 0,1g και φορτίου q₁=+0,1μC με αρχική ταχύτητα υ_ο=30m/s με κατεύθυνση προς το κέντρο της Β σφαίρας. Η ελάχιστη απόσταση που πλησιάζουν οι δυο σφαίρες είναι r₁=2cm.

Επαναλαμβάνουμε την εκτόξευση, αλλά τώρα μας «ξέφυγε» λίγο η στόχευση, με αποτέλεσμα η σφαίρα να εκτραπεί, εκτελώντας καμπυλόγραμμη κίνηση και να κινηθεί όπως στο β) σχήμα, όπου τώρα η ελάχιστη απόσταση μεταξύ των σφαιρών είναι r₂=3,6cm.

i)  Να βρεθεί το φορτίο της Β σφαίρας.

ii)  Ποια είναι η ελάχιστη ταχύτητα της Α σφαίρας στο β) πείραμα;

iii) Να βρεθεί η μέγιστη επιτάχυνση της Α σφαίρας και στις  δύο παραπάνω περιπτώσεις. Ποιος ο ρόλος των παραπάνω επιταχύνσεων;

iv)  Στη θέση της ελάχιστης απόστασης r₂, η τροχιά της σφαίρας είναι καμπυλόγραμμη. Μπορούμε λοιπόν να προσεγγίσουμε μια μικρή περιοχή της τροχιάς αυτής, με κάποιον κύκλο. Να υπολογιστεί η ακτίνα του κύκλου αυτού.

    Δίνεται η σταθερά k_c=9∙10⁹Νm²/C², ενώ τα πειράματα πραγματοποιούνται σε περιοχή που δεν υπάρχουν βαρυτικά πεδία.

Απάντηση:

ή

	Δυο κινήσεις που θυμίζουν πείραμα Rutherford.
	Δυο κινήσεις που θυμίζουν πείραμα Rutherford.