Тонке півколо радіусом 10 см має рівномірно розподілений заряд 0,2 мкКл. Визначіть напруженість поля в центрі кривизни півкола.

• условимся обозначать индексом 1 автомобиль, а индексом 2 - прицеп

• дабы облегчить дальнейшие расчеты, сразу вычислим значение косинуса угла наклона плоскости к горизонтали:

○ cosα = √(1-0.1²) ≈ 0.994

• напишем уравнения динамики в проекции на ось, направленную вдоль плоскости и сонаправленную с ускорением автомобиля и прицепа (к слову, они равны, так как допускаем, что трос нерастяжимый; силы натяжения равны по 3 закону Ньютона)

○ Fтр - T - m1gsinα = m1a
○ T - m2gsinα = m2a

• сила трения равна по закону Кулона-Амонтона Fтр = u N = u m1gcosα. учитывая это, складываем уравнения:

○ m1g (u cosα - sinα) - m2gsinα = a (m1 + m2)

○ a = (g (m1 (u cosα - sinα) - m2sinα))/(m1 + m2)

• чтобы не допустить в дальнейшем вычислительной ошибки, посчитаем ускорение отдельно:

○ a ≈ 0.6 м/c²

• из уравнения динамики для прицепа получаем:

○ T = m2 (g sinα + a) = 1600 H

Чтобы уравновесить линейку надо уравнять моменты сил с обеих сторон. Обозначим: длина линейки L=50; согнутая часть x=10; K=L-x; K=40; длина горизонтальной части линейки до точки крепления - l (её надо найти).
Уравнение моментов сил:
0,5gpl^2=0,5gp(L-l-x)^2 +gpx(L-l-x); p - линейная плотность линейки.
0,5l^2=0,5(L-l-x)^2 +x(L-l-x);
l^2=(L-l-x)^2+2x(L-l-x);
l^2=(L-l-x)^2+2x(L-l-x);
l^2=(K-l)^2+2x(K-l);
l^2=K^2-2Kl+l^2+2xK-2xl;
K^2-2Kl+2xK-2xl=0;
K^2+2xK-l(2K+2x)=0;
l=K(K+2x)/(2(K+x));
l=40(40+20)/(2(40+10));
l=24 (см);