The solution at revision #19304 of , by emixter. This is not the current version.

Условие

7.4.10∗. Скорости трёх заряженных частиц массы m изображены на рисунке. Расстояние от
каждой частицы до ребра металлического двугранного угла d. Заряды первых двух частиц,
летящих в противоположных направлениях, равны –q, заряд третьей частицы q. Определите скорость этих частиц на большом расстоянии друг от друга.

К задаче $7.4.10$

Решение

К задаче $7.4.10$
К задаче

Альтернативное решение

Металлическая поверхность двугранного угла является эквипотенциальной поверхностью с потенциалом . Чтобы удовлетворить это условие можно заменить влияние индуцированных на металле зарядов одним фиктивным зарядом , расположенным в четвертом квадранте.

В точке нахождения заряда в первом квадранте потенциал создается: реальным зарядом из второго квадранта на расстоянии , реальным зарядом из третьего квадранта на расстоянии и и фиктивным зарядом на расстоянии :

В точке нахождения заряда во втором квадранте потенциал создается: двумя реальными зарядами на расстоянии каждый и фиктивным зарядом на расстоянии :

В точке нахождения заряда в третьем квадранте в силу симметрии потенциал в точности равен потенциалу, как у заряда из первого квадранта:

Энергия взаимодействия реальных зарядов с учетом наведенных на металле зарядов рассчитывается только по трем реальным зарядам. Фиктивный заряд в сумму не включается, так как он находится вне области интегрирования поля (внутри проводника), а его поле лишь математически моделирует поля зарядов, наведенных на угле:

здесь нумерация соответсвует номеру квадранта. Подставим знаки зарядов и знаки их потенциалов:

Закон сохранения энергии для трех частиц массы :


Отсюда:

Данное решение справедливо при условии, что начальной кинетической энергии достаточно для преодоления кулоновского притяжения, то есть при:

Ответ

при