Решение на момент правки #14489 от , автор emixter. Это не текущая версия.

Условие

7.1.19. Найдите период малых колебаний гантели длины с шариками массы , расположенной вдоль однородного электрического поля напряженностью . Заряд шариков гантели .

Решение

На шарик с зарядом действует сила , а на шарик с зарядом действует сила . Обе силы одинаковы по модулю, направлены в противоположные стороны, приложены на концах гантели. Это создаёт пару сил, вызывающую крутящий момент.

Пусть угол отклонения гантели от направления поля равен , тогда плечо каждой силы относительно центра гантели равно , а сила даёт момент относительно центра:

Момент инерции гантели относительно центра:

Из закона вращательного движения:

Для малых углов , тогда:


Это уравнение гармонических колебаний с угловой частотой:

Период колебаний:

Ответ