Изначально сила натяжения нити равна силе тяжести, действующая на первый шарик N = mg. При поднесении точно под первый шарик заряда в -5мкКл шарики начинают взаимодействовать. Так как заряды разноименные, то сила, действующая со стороны второго шарика на первый направлена вниз. И теперь сила натяжения становится больше на силу кулоновского взаимодействия, т.е. на F = k|q1||q2|/L^2, где k=const
Итого сила натяжения Т = N + F = mg + k|q1||q2|/L^2
Подставим числа, переведя все данные в систему СИ
Т = 0,036*10 + 9*10^9 *5*6*10^-12/0,25 = 0,36 + 270*10^-3/0,25 = 0,36+1,08
T = 1,44 Н
Обозначим A - работу, F1 - силу при подъеме груза, находящегося в воде, F2 - силу при подъеме груза, находящегося в воздухе, S1 и S2 - длину пути в воде и в воздухе соответственно, V - объем гранита, Pг и Рв - удельную плотность гранита и воды.
Тогда работа будет равна сумме работ по подъему гранита из воды и дальнейшему подъему в воздухе:
A=F1S1+F2S2
На гранит в воде действует сила тяжести, равная mg и противодействующая ей выталкивающая сила, равная gVРв: Тогда подъемная сила должна быть равна:
F1=mg-gVPв=gVРг-gVPв
На гранит в воздухе действует сила тяжести, равная gVРг. Тогда подъемная сила на этом участке должна равна:
F2=gVPг
Таким образом: A=(gVРг-gVPв)*S1+gVPг*S2
Плотность воды и гранита - справочные данные, находим по таблицам:
Рв = 1000 кг/м^3 Рг=2700 кг/м^3
Подставив данные получите результат.
импульс до
импульс после
приравниваем
выражаем скорость
подставляем и считаем