Feladat: 3911. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Lovas Lia Izabella 
Füzet: 2007/május, 306. oldal  PDF file
Témakör(ök): Egyenletes körmozgás, Coulomb-potenciál, Coulomb-energia, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2006/szeptember: 3911. fizika feladat

Rögzített, pontszerű töltés körül körpályán kering egy másik, ellentétes előjelű, pontszerű töltés.
Mekkora a mozgó töltés potenciális energiája a mozgási energiájához képest?
Mennyi az összenergia és a mozgási energia aránya?

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Megoldás. A körpályán mozgó töltés centripetális gyorsulását a két ellentétes előjelű töltés közötti vonzóerő biztosítja. A mozgásegyenlet (a szokásos jelöléseket használva):

mv2r=kQ1Q2r2.(1)
A mozgási energia
Emozg.=12mv2,(2)
az elektrosztatikus potenciális energia (ha annak nullpontját a szokásos módon a ,,végtelenben'' rögzítjük)
Epot.=-kQ1Q2r,(3)
az összenergia pedig
E=Emozg.+Epot..(4)

A fenti képletekből leolvashatjuk, hogy a potenciális energia (-2)-szerese, az összenergia pedig (-1)-szerese a mozgási energiának.