Решение на момент правки #15122 от , автор emixter. Это не текущая версия.

Условие

7.4.25. На горизонтальной плоскости на расстоянии друг от друга поместили два тела массы , имеющие заряд . В результате электрического взаимодействия тела начинают двигаться по плоскости. Какое расстояние пройдет каждое из тел, если коэффициент трения тел о плоскость равен ? Какую максимальную скорость приобретут тела в процессе движения?

Решение

СвоёюбилейноеоерешениенаплатформеСавченкоСолюшен
япосвящаюсоздателюданногосайтаАлександруМельниченко

Наши тела движутся симметрично по прямой, соединяющей их, под действием кулоновской силы и силы трения. Сразу отмечу, что тела начнут двигаться при условии: култр или . Пусть каждое тело сместилось на до полной остановки, тогда конечное расстояние между телами: . Изменение потенциальной энергии электростатического взаимодействия тел идёт на работу сил трения. Запишем закон сохранения энергии:

После несложных математических преобразований сразу найдём :

Максимальная скорость достигается, когда ускорение тел будет равно 0. Пусть каждое тело пройдёт расстояние до точки, где они приобретут максимальные скорости. Запишем второй закон Ньютона:

здесь учтено, что .

Из этого уравнения найдём :

Снова запишем закон сохранения энергии. Изменение потенциальной энергии электростатического взаимодействия тел идёт на работу сил трения и приращение кинетической энергии:

Подставим сюда найденное значение и после преобразований, получим:

Окончательно:

Ответ