问题
计算题
如图所示,在光滑的绝缘水平桌面上,有直径相同的两个金属小球a和b,质量分别为ma=2m,mb=m,b球带正电荷2q,静止在磁感应强度为B的匀强磁场中,不带电小球a以速度v0进入磁场,与b球发生正碰,若碰后b球对桌面压力恰好为0,求a球对桌面的压力是多大。
答案
解:a,b碰撞满足动量守恒,有2mv0=2mva+mvb ①
a与b碰后,电荷重新分配,各带电荷量为q,b对桌面恰无压力,则有mg=Bqvb ②
a受力有重力2m、支持力FN和洛伦兹力Bqva,有2mg=FN+Bqva ③
整理①②③得
根据牛顿第三定律知,a球对桌面的压力