Μια φορτισμένη σφαίρα σε τεταρτοκύκλιο.

Από την κορυφή Α ενός λείου κατακόρυφου τεταρτοκυκλίου, ακτίνας R=1,25m αφήνεται να κινηθεί μια μικρή σφαίρα μάζας m=10g η οποία φέρει φορτίου q₁=12,5μC. Στο κέντρο Ο του τεταρτοκυκλίου έχει στερεωθεί ένα μικρό σώμα με φορτίο q₂=4/3μC.

i)  Να υπολογισθεί η δύναμη που δέχεται η σφαίρα από το τεταρτοκύκλιο στην θέση Α.

ii)  Πόσο είναι το έργο της δύναμης Coulomb κατά την κίνηση της σφαίρας από την κορυφή Α, στη βάση Β του τεταρτοκυκλίου;

iii) Να υπολογίσετε την ταχύτητα υ₁ της σφαίρας τη θέση Β.

iv) Πόση δύναμη δέχεται η σφαίρα από το τεταρτοκύκλιο στη θέση Β, ελάχιστα πριν περάσει στο λείο οριζόντιο επίπεδο;

v) Να βρεθεί η μέγιστη ταχύτητα υ της σφαίρας κατά την κίνησή της στο οριζόντιο επίπεδο.

Δίνεται k=9∙10⁹Ν∙m²/C² και g=10m/s².

Απάντηση:

ή

Μια φορτισμένη σφαίρα σε τεταρτοκύκλιο.