4. Камінь кинули горизонтально з висоти 15 м. Яка його початкова швидкість, якщо дальність польоту каме-
ня в 3 рази більша за початкову висоту? Під яким
кутом до горизонту рухався камінь перед ударом об
землю

Дано:

m = 2 г = 0.002 кг

q1 = 3 * 10^-8 Кл.

q2 = 2.4 * 10^-7 Кл

F - ?

Итак, приступим. Сначала немного теории. Задача состоит из двух частей: законы Ньютона и закон Кулона. Сила тяжести по модулю равна силе натяжения, т.е. Fт = Fн = 0.02 Н. Раз заряды одноименные, то они отталкиваются друг от друга. Это значит, что сила натяжения уменьшится на силу отталкивания шариков.

Отсюда составляем уравнение:

Fн = Fт - Fк

Закон Кулона:

F = kq1q2/R^2

Отсюда составляем конечное уравнение:

Fн = mg - kq1q2/R^2

Подставляем значения и решаем:

Fн = 0.02 - 9 * 10^9 * 3 * 10^-8 * 2.4 * 10^-7/0.01 =  0.02 - 0.00648 = 0.01352 = 13.52 мН.

Здесь основную роль играет подстилающая поверхность, то есть пески, для которых характерен свой микроклимат. Их термический режим зависит от цвета, влажности, структуры и т.д. Особенностью песков является то, что температура в верхнем слое очень быстро понижается с глубиной. Верхний слой песка обычно бывает сухим. Сухость этого слоя не вызывает затраты тепла на испарение воды с его поверхности, и поглощенная песком солнечная энергия идет главным образом на его нагревание. Песок при таких условиях днем очень сильно прогревается. Этому еще и его малая теплопроводность, препятствующая уходу тепла из верхнего слоя в более глубокие слои. Ночью же верхний слой песка значительно охлаждается. Такие колебания температуры песка и отражаются на температуре приземного слоя воздуха.