Решение на момент правки #18349 от , автор emixter. Это не текущая версия.

Условие

7.4.37∗. Три заряженных тела одинаковой масссы, разлетаясь, образуют всегда равнобедренный треугольник с углами при вершине. Во сколько раз заряд тела, расположенного в вершине треугольника больше заряда тела в его основании.

Решение

- равнобедренный треугольник, - высота, медиана и биссектриса, . Поместим начало системы координат в точку , ось направим вдоль основания , ось направим вдоль высоты . Обозначим , , тогда в нашей системе координат координаты точек: , , .

Для того чтобы геометрическая конфигурация системы тел в процессе движения оставалась подобной самой себе, векторы ускорений всех тел в любой момент времени должны быть направлены строго от центра масс системы.

Из прямоугольного треугольника :

Так как массы всех трёх тел одинаковы, центр масс находится в точке с координатами:

цм
цм

Итак, центр масс .

Радиус-вектор, проведенный из центра масс к телу в точке , имеет координаты: .

Результирующая кулоновская сила, действующая на тело в точке со стороны тел в точках и , должна быть коллинеарна с вектором . Условие коллинеарности:

Запишим силу действующую на тело в точке со стороны тела в точке :

Эта сила направлена вдоль оси .

Вектор имеет координаты: . Сила действующая на тело в точке со стороны тела в точке в векторной форме:

Суммарные компоненты силы на тело в точке :


Подставим компоненты силы в условие коллинеарности (2):

Отсюда:


Учитывая (1), окончательно получаем:

В ответе у Савченко опечатка/ошибка (для равностороннего треугольника из-за симметрии , у Савченко с этим проблемы).

Ответ