Две маленькие бусинки массой m и 2m (m=5 г) заряжены зарядами q и -q (q = 10^(-6)Кл). Бусинки могут двигаться по двум бесконечным параллельным спицам расположенным на расстоянии d 1 см друг от друга. В начальный момент бусинки покоятся. Затем бусинке с массой m сообщают такую скорость, что она уходит от второй бусинки на бесконечно большое расстояние. Какую максимальную скорость может приобрести при этом бусинка с массой 2m? Постоянная закона Кулона k =9-10° Н-м²/Кл. Максимальную скорость бусинки с массой 2 m в метрах в секунду округлить до десятых по правилам округления и ввести в поле ответа.

Для нахождения максимальной скорости бусинки с массой 2m воспользуемся законом сохранения энергии.

Изначально потенциальная энергия системы бусинок равна: U = k * q^2 / d

Кинетическая энергия бусинки с массой m, которая ушла на бесконечное расстояние, равна: K = m * v^2 / 2

После того, как бусинка с массой m ушла на бесконечное расстояние, потенциальная энергия системы бусинок становится равной: U' = k * q^2 / (2d)

Таким образом, закон сохранения энергии дает нам уравнение: U = K + U'

Подставляем значения и находим скорость v: k * q^2 / d = m * v^2 / 2 + k * q^2 / (2d) 9 * 10^9 * (10^-6)^2 / 0.01 = 5 * v^2 / 2 + 9 * 10^9 * (10^-6)^2 / 0.02 9 * 10^3 = 5 * v^2 / 2 + 4.5 * 10^3 v^2 = 9 * 10^3 / 5 = 1800 v = √1800 ≈ 42.4 м/с

Итак, максимальная скорость бусинки с массой 2m составляет около 42.4 м/с.