Сила совершает работу, если перемещение точки приложения силы происходит в направлении действия силы. Если же это перемещение происходит в направлении, противоположном направлению действия силы, то мы говорим, что совершается работа против данной силы. Например, если на нерастянутую пружину мы подвесим груз и дадим ему возможность опускаться, то сила тяжести, действующая на груз, совершит работу, так как груз движется в направлении этой силы. В то же время пружина растягивается и совершается работа против силы упругости пружины.
По закону сохранения импульса
mV1=(m+mг)V2
V2=mV1/(m+0.3m)=mV1\1.3m=V1/1.3, т.е скорость с грузом в 1,3 раза меньше скорости без груза
Установим начало координат в точке, откуда стартует наш электрон. ось Y направим вверх, ось X - вправо
вдоль оси X электрон движется равномерно, так как на него вдоль этой оси не действуют никакие силы. за время t электрон с начальной скоростью v0 пройдет вдоль оси X расстояние L = 5 см:
L = v0 t
t = L/v0 (!)
вдоль оси Y на электрон действует ввиду однородности электрического поля (в задаче не указано, но предполагается) постоянная сила F = e E. эта сила сообщает электрону ускорение. по 2 закону Ньютона:
e E = ma
e (U/d) = ma
a = (e U)/(m d) (!!)
начальная скорость v0 в проекции на ось Y равна нулю. уравнение координаты для этой оси имеет вид:
y = (a t²)/2
подставляя выражения (!) и (!!), получаем:
y = (e U L²)/(2m d v0²<span>)
</span>
y = (1.76*10^(11)*200*0.05^(2))/(2*0.02*4*10^(14)) = <span>0.0055 м = 5.5 мм</span>
Синус угла падения делённый на синус угла преломления равен показателю преломления.
<span>В итоге β = arcsin( sin α / n) = 35,1678 градусов</span>
Движение точки обода состоит из вращательного движения и поступательного движения
пусть х1 - горизонтальная координата центра колеса
пусть у1 - вертикальная координата центра колеса
пусть центр колеса в начальный момент находится в точке (0;R)
x1=v*t
y1=R
пусть искомая точка находится под углом Ф относительно горизонтальной оси, проходящей через центр колеса
x=x1+R*cos(Ф)
y=y1+R*sin(Ф)
Ф =Ф0-w*t
в начальный момент Ф=Ф0=-pi/2
поэтому Ф =Ф0-w*t=-pi/2-w*t=-pi/2-v*t/R
x=x1+R*cos(Ф)=v*t+R*cos(-pi/2-v*t/R)=v*t+R*cos(pi/2+v*t/R)=v*t-R*sin(v*t/R)
y=y1+R*sin(Ф)=R+R*sin(-pi/2-v*t/R)=R(1-sin(pi/2+v*t/R))=R(1-cos(v*t/R))