Потенциал сферы вне сферы равен потенциалу точечного заряда, равного заряду сферы, находящегося в её центре.
Потенциал точечного заряда равен f=k(q/r), где k=9*10^9 В*м/Кл. r- радиус сферы.
Отсюда найдём заряд сферы: q=fr/k.
Потенциал в точке a равен f1=k(fr/k)/(R+r)=f(r/(R+r))=120*(5/20)=30 В.
На стержень действуют
1) Сила тяжести mg = 10Н, приложена к середине стержня и направлена вниз.
2) Сила реакции верхней опоры - приложена к верхнему концу стержня и направлена горизонтально.
3) Сила реакции нижней опоры - приложена к нижнему концу стержня и направлена вверх.
4) искомая сила упругости - приложена к нижнему концу стержня и направлена горизонтально.
Сумма всех сил , приложенных к стержню ноль. Сумма всех составляющих ( горизонтальных и вертикальных ) ноль.
Сила тяжести уравновешивается силой реакции опоры нижнего конца стержня.
Искомая Сила упругости равна силе реакции верхней опоры.
Составим уравнение моментов относительно нижней опоры.
Длина стержня l
mg* cos 45 * l / 2= F * sin 45 * l
Откуда
F= 5 Н
Воспользуемся законом сохранения энергии. У отклоненного тела есть только потенциальная энергия.
Переход от h к углу сделан из геометрических соображений
В положении равновесия вся энергия переходит в кинетическую, поэтому
F=e*B*V=1,6*10^-19*1,4*10^-3*5*10^5=11,2*10^-17 H
m*V^2/R=e*B*V R=m*V/e*B=9,1*10^-31*5*10^5/1,6*10^-19*1,4*10^-3=20,3*10^-4 м
E=12 В - ЭДС
R=2,3 Ом
r=0,2 Ом
I-?
I=E/(R+r)=12/(2,3+0,2)=4,8 А
Ответ: 4,8 А.