Електрон, що має початкову швидкість 18 км/с, влітає в однорідне електричне поле напруженістю 3 мВ/м і рухається проти напрямку силових ліній поля. Знайти час, протягом якого електрон подолає відстань
у 7,1 см, та його швидкість у кінці цього шляху.

3)   5,0 см

Объяснение:

Дано:

m = 100 г = 0,1 кг

ω = 2,0 рад/с

k = 4,0 Н/м

L₀ = 45,4 cv = 0,454 м

________________

Δx - ?

1)

Запишем закон Гука:

F = k*Δx = 4,0*Δx.                                  (1)

2)

Находим линейную скорость шарика:

V = ω*R.

Центростремительное ускорение

а = V² /R

Тогда сила:

F = m*a = m*V²/R = m*ω²*R² / R = m*ω²*R =  m*ω²*(L₀+Δx)

F = 0,1*2,0²*(0,454+Δx) = 0,4*(0,454+Δx) ≈ 0,18 + 0,4*Δx      (2)

3)

Приравниваем (1) и (2)

4,0*Δx = 0,18 + 0,4*Δx

3,6*Δx = 0,18

Δx = 0,18/3,6 = 0,05 м    или    5,0 см

Установим начало координат в месте, откуда стартует первый мотоциклист со скоростью v1 = 80 км/ч

второй мотоциклист от первого находится на расстоянии S = 280 км и приближается к нему со скоростью v2 = 60 км/ч

пусть место встречи мотоциклистов равно x, и это произойдет спустя время t после начала движения

тогда уравнения координат для них будут иметь вид:

1 мотоциклист: x = v1 t
2 мотоциклист: x = S - v2 t

приравниваем: t (v1 + v2) = S

мотоциклисты встретятся через t = S/(v1 + v2)  = 2 c

за это время 1 мотоциклист проедет x = 80*2 = 160 км - это ответ