Две заряженные частицы помещены в однородное электрическое поле напряженностью . Частица массой
несет отрицательный заряд
, а частица массой
– положительный заряд
. На каком расстоянии
друг от друга нужно расположить частицы, чтобы при их движении из состояния покоя расстояние между частицами оставалось неизменным?
Частицы расположены на одной силовой линии электрического поля (см. рисунок). При этом сила , действующая на заряд со стороны поля
действует влево, сила
, действующая на заряд
со стороны поля действует вправо, при этом заряды притягиваются с силой
.
Силы и
равны:
А сила взаимодействия зарядов:
Так как расстояние между частицами по условию должно оставаться неизменным, то они движутся с одинаковым ускорением Запишем второй закон Ньютона для каждой из частиц:
при этом по третьему закону Ньютона . Спроецируем на горизонтальную ось:
Домножим первое уравнение на , а второе на
вычтем из первого второе: