По идее, здесь должен срабатывать закон сохранения импульса, то есть, импульс до столкновения будет равен импульсу после столкновения.
Первое тело массой 2 кг двигалось со скоростью 20 м\с. Значит, его импульс, который равен произведению массы на скорость, равен 40 кг*м\с. Второе тело находилось в состоянии покоя, что означает, что его начальная скорость равна нулю и следовательно, все произведение равно нулю. Они начинают двигаться вместе с общей скоростью. Записать мы можем это так:
2*20+3*0=(2+3)*V
Выразим отсюда V
V=
=8м\с.
Внешняя металлическая оболочка в наших условиях роли не играет.
Остается диэлектрический шар, единственный момент во всех подобного рода задачах потенциал принимают равным нулю на бесконечности, а тут он ноль в центре шара.
Напряженность поля внутри шара меняется по закону
Е = k/e * p*V / r^2 = 4*k*p*π*r/(3*e) = p*r/(3*e*e0)
Потенциал работе поля по переносу единичного заряда из нулевого потенциала ( центра шара ) в искомую точку
φ = ∫(0;r2) p*r*dr/(3*e*e0) = p*r2^2/(6*e*e0) = 9*10^(-5)*0,02^2/(6*2*8,854*10^(-12))=~339 В