Если пренебрегаем сопротивлением воздуха, то можно решить по закону сохранения энергии (ЗСЭ):
Eп1 + Ек1 = Еп2 + Ек2, где
Eп1 – потенциальная энергия тела в начальный момент времени, Дж;
Eк1 – кинетическая энергия тела в начальный момент времени, Дж;
Eп2 – потенциальная энергия тела в конечный момент времени, Дж;
Eк2 – кинетическая энергия тела в конечный момент времени, Дж.
Начальный момент времени: тело на высоте 45 м.
Конечный момент времени: прям перед ударом о землю.
Потенциальная энергия Еп = m*g*h (h – высота над землёй).
Кинетическая энергия Ек = m*V²/2 (V – скорость тела).
И там, и там m – масса тела.
В начальный момент времени тело только отпустили, и у него ещё нет скорости, значит и нет кинетической энергии (Eк1 = 0).
В конечный момент времени тело прям на уровне земли, как что нет потенциальной энергии (Eп2 = 0).
Тогда получим ЗСЭ в более простом виде:
Eп1 = Ек2, при этом говорят, что вся потенциальная энергия перешла в кинетическую.
m*g*h = m*V²/2
2*g*h = V²
V² = √(2*g*h)
V = √(2 * 10 м/с² * 45 м)
V = 30 м/с
R=ma
a =R/m
R=F-mg
R=300-200=100 H
a= 100 H/20 кг=5 м/с²
m=133 а.е.м = кг
заряд электрона e= Кл
Найдем скорость v иона, которые имел при вылете из электрического поля.
Работа сил электрического поля равна изменению кинетической энергии иона:
м/с
В магнитном поле на ионы действуют силы Лоренца
Эти силы сообщают ионам центростремительное ускорение, вследствие чего ионы движутся по окружностям радиуса R, что, согласно второму закону Ньютона,
≈ 0.297м=29.7см
Нет напряжения, сработала защита двигателя, сгорела катушка статора