Отметим заряды как q1, q2. Неизвестный заряд (помещённый) - q3. Расстояния: от q1 до q2 - R, от q1 до q3 - R1.
Если система в равновесии, то силы, действующие на шарик, равны.
Отсюда:
k*q1*q3/R1^2=k*q2*q3/(R-R1)^2;
q1/q2=R1^2/(R-R1)^2;
R1/(R-R1)=(q1/q2)^(1/2);
R-R1=R1*(q2/q1)^(1/2);
R=R1(1+(q2/q1)^(1/2));
R1=R/(1+(q2/q1)^(1/2));
Проверку единиц измерения делать не буду.
R1=0,04/(1+(1/9)^(1/2))=4/(40/3)=0,03 м, т.е. 3 см.
ответ: поместить надо в расстоянии 3 см от более заряженного шарика и в 1 см от менее заряженного.
Средняя квадратичная скорость теплового движения молекул определяется только температурой и наоборот. В выражение E = (3/2) kT не входит поступательное движение всего тела... Иначе находясь в самолете или в поезде мы бы неизбежно нагревались, хоть и скорость самолета значительно меньше ср. квадр. скорости молекул, но зарегистрировать подъем температуры было бы в современных условиях вполне реально...однако этого не происходит...Даже в указанном вами опыте - конечно в момент экстренного торможения увеличится давление на одну стенку, но аналогично уменьшится давление молекул на другую стенку, а среднеквадратичная скорость, определяемая из передачи импульса от молекулы к стенке - останется неизменной (это мое исключительно личное мнение...я могу заблуждаться...У молекул еще никому не удалось взять интервью...)
M1v1=m1v1'+'(!)
(M1v1²)/2=(m1v1'²)/2+(m2v2'²)
M1v1-m1v1'=m2v2'
M1v1²-m1v1'²=m2v2'²
V1+v1'=v2'(!!)
V2'=(m1v1-m1v1')/m2
M2v1+m2v1'=m1v1-m1v1'
V1'(m1+m2)=v1(m1-v2)
v1'=v1(m1-m2)/(m1+m2)
v1'=(2*4)/8=1m/c