Question

如圖所示，光滑絕緣水平面上方空間被豎直的與紙面垂直的平面MN分隔成兩部分，左側空間存在一水平向右的勻強電場，場強大小E₁=mg/q，右側空間有一長為R=0.8m輕質絕緣細繩，繩的一端固定于O點，另一端拴一個質量m₂=m的不帶電的小球B正在與紙面平行的豎直面內做順時針圓周運動，運動到最低點時速度大小v_B=8m/s，B物體在最低點時與地面接觸但沒有相互作用力.在MN左側空間中有一個質量為m₁=m的帶正電的物體A，電量大小為q，在水平面上與MN平面水平間距為L時由靜止釋放，恰好能和B物體在B運動的最低點處發生正碰，并瞬間成為一個整體C，碰后瞬間在MN的右側空間立即加上一豎直向上的勻強電場，場強大小E₂=3E₁.如果L=0.2m，求出整體C運動到最高點時的瞬時速度大小，及此時繩拉力是物體重力的多少倍？

Answer 1

  5m/s ；   7.25mg

設A與B碰撞之前A的速度為v₀，對A由動能定理可得：
    
A與B相互作用時在水平方向上動量守恒，設作用后整體C的速度為V，設向左為正：
MV_B－mV₀=2mV        V=3m/s順時針轉動
, V₁=5m/s
在最高點對整體C受力分析可得：
T=7.25mg