Физтех 2023, 10 класс, задача 5

Сложная
Электричество и магнетизм
Источник:
Олимпиада школьников «Физтех» по физике, Заключительный этап, 2023, 10 класс

Четыре заряженных шарика связаны легкими нерастяжимыми нитями так, что шарики находятся в вершинах квадрата со стороной (см. рис.). Масса каждого шарика , заряд .

Четыре заряженных шарика в вершинах квадрата

1. Найдите силу натяжения нитей.

Одну нить пережигают.

2. Найдите скорость любого, выбранного Вами шарика, в тот момент, когда шарики будут находиться на одной прямой.

3. На каком расстоянии от точки старта будет находиться в этот момент любой из двух шариков, изначально расположенных вверху (на рисунке)?

Коэффициент пропорциональности в законе Кулона . Действие сил тяжести считайте пренебрежимо малым.

Решение.

Условие покоя

1.

В тот момент, когда шарики находятся на одной прямой, скорости всех шариков одинаковы по модулю вследствие симметрии и закона сохранения импульса системы материальных точек. Закон сохранения энергии

Положение шариков на одной прямой

2.

Центр масс системы не смещается.

3.

1

Ответ на -й вопрос

3
2

Симметрия и закон сохранения энергии

2
3

Ответ на второй вопрос

1
4

Центр масс не смещается

3
5

Ответ на третий вопрос

1
Максимум: 10

Похожие задачи

Физтех 2024, 11 класс, задача 3

В центре полого шара с диэлектрической проницаемостью ε и радиусами поверхностей r и R находится шарик с зарядом Q. Известна графическая зависимость потенциала φ электрического поля внутри диэлектрика от расстояния x от центра полого шара в интервале изменений x от R/3 до 2R/3. Здесь φ0 -
Сложная
Электричество и магнетизм
Графики

Физтех 2024, 11 класс, задача 4

Две катушки с индуктивностями L1=L и L2=4L и числами витков n1=n и n2=2n помещены во внешние однородные магнитные поля с постоянными во времени индукциями. Площадь витка каждой катушки S. Индукции внешних полей направлены перпендикулярно плоскостям витков
Сложная
Электричество и магнетизм

Физтех 2023, 11 класс, задача 3

Три проводящие плоские мелкие сетки находятся друг напротив друга на расстояниях d и 2d (см. рис.). Размеры сеток значительно больше d. Изначально сетки не заряжены. К сеткам подсоединили источники с напряжением U1=U и U2=4U. Частица массой m и зарядом q>0 движется по направлен
Сложная
Электричество и магнетизм

Физтех 2026, 11 класс, задача 4

В скрещенных электрическом и магнитном полях, где вектор напряженности однородного электрического поля vec E перпендикулярен вектору индукции однородного магнитного поля vec B, частице массой m и зарядом q>0 в точке C сообщили скорость V0, параллельную вектору vec E. Через некоторое время
Сложная
Электричество и магнетизм