При постановке первого опыта маленький шарик массой m, несущий заряд q > 0, отпускают с высоты h вблизи поверхности земли без начальной скорости в области, в которой создано однородное электрическое поле. Линии напряженности этого поля направлены параллельно поверхности земли, сопротивление воздуха пренебрежимо мало. При постановке второго опыта бросают в аналогичных условиях с высоты 2h шарик массой 2m, который несет заряд q/2. Определите, как изменяются время полета и горизонтальное смещение шарика при постановке второго опыта по сравнению с первым опытом.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.
1. Увеличивается.
2. Уменьшается.
3. Не изменяется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Время полета | Горизонтальное смещение |
По оси x шарик движется с ускорением (учитываем силу электрического поля на шарик, а проекция силы тяжести нулевая).
По оси y шарик движется с ускорением (учитываем силу тяжести, а проекция электростатической силы нулевая).
Запишем уравнения движения. По оси y:
Равенство нулю является условием падения шарика, откуда Далее запишем уравнение движения по оси x:
Тогда горизонтальное смещение:
1. Время полета. Подставим нужные значения в формулу для времени полета (см. выше). Видно, что время полета увеличится.
2. Горизонтальное смещение. Подставим нужные значения в формулу для горизонтального смещения (см. выше). Видно, что горизонтальное смещение уменьшится.
Ответ: 12.

