Находим потенциал на поверхности сферы.
Радиус сферы
r = 10 см = 0,10 м
Заряд, распределенный по сфере:
Q=1,2 нКл = 1,2*10⁻⁹ Кл
Потенциал сферы:
φ=k*Q/r (здесь k = 9*10⁹ Н*м²/Кл² - коэффициент пропорциональности)
Найдем потенциал сферы:
φ = 9*10⁹*1,2*10⁻⁹ / 0,10 =108 В
Потенциал бесконечности равен нулю.
Тогда разность потенциалов по модулю:
Δφ = φ -0 = 108 В
Работа поля:
А=Δφ*e = 108*1,6*10⁻¹⁹ Дж
Кинетическая энергия электрона:
E=m*V²/2 - здесь m - масса электрона
Скорость электрона:
V=√ ( 2*E/m)
По закону сохранения энергии E=A
Тогда:
V=√ (2*108*1,6*10⁻¹⁹ / 9,1*10⁻³¹) ≈ 6*10⁶ м/с или 6 000 км/с
Для нахождения расстояния используем формулу кинематики S=V^2/(2*a) (это первая формула), где V - скорость движения бруска с пулей, а - их ускорение.
Скорость бруска с пулей сразу после попадания находится из закона сохранения импульса: m*U*cos α = (m+M)*V, отсюда V=m*U*cos <span>α</span>/(m+M).
Для нахождения расстояния по первой формуле еще нужно найти ускорение из второго закона Ньютона. Сила трения равна массе на ускорение - F=m*a, при этом она равна F=mg*мю, отсюда а=мю*g.
Подставляем V и а в первую формулу и это ответ.
V=20*sin60=20*√3/2=10*√3
aц=V²/R=(100*3)/10=30
P=m/V ; p= 390/50= 7,8гр/см3