Question

两个正点电荷Q1＝Q和Q2＝4Q分别固定在光滑绝缘水平面上的A、B两点，A、B两点相距为L，且A、B两点正好位于

水平放置的光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处，如图所示。（1）

若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放，已知它在管内运动过程中速度为最大时的位置在P处。试求出图中PA和AB连线的夹角θ。

我想问为什么“当点电荷在P点处所受库仑力的合力沿 OP方向时速度最大”？？？？？？求详解啊！！！急！！！

Answer 1

不知楼主是否记得竖直面内圆周运动最值速率位置是哪儿？是不是合外力垂直于速度的地方？类比于此问题，我们就能得出此问题的答案。现在简单证明：在管子里的电荷受到三个力(重力忽略)两个场源电荷的库仑力、管子的径向弹力。由于径向弹力沿径向，对电荷的动能无贡献，于是电荷的动能变化只取决于两个库仑力的库仑势能。当且仅当库仑势能最小时，动能最大。

由此方知库仑合力沿径向时，速率最大。