運動エネルギーと位置エネルギーに関する物理の問題が

質問

運動エネルギーと位置エネルギーに関する物理の問題が分かりません。

問題・なめらかな水平面上に、正の電荷Q＝１００[pc]の点電荷Aが固定されている。
また、質量m＝２[mg]、正の電荷q＝１０[pc]の点電荷Bがある。今、Aから十分離れたところで、Bを電位差V＝４[V]でAの方向へ加速した。すると、BはAへ近づき、その後反発されて引き返す。このとき、最も近づいた場合のAB間の距離x[m]を答えなさい。

「BがAに最も近づいた時に速度が０になる」理由と「Bを電位差V＝４[V]でAの方向へ加速した。」というのがどういうことのなかが分かりません。

簡単な問題かもしれませんが、詳しい解答の導き方を教えていただけないでしょうか？
よろしくお願い申し上げます。

回答No.1

feles_c · ベストアンサー

「BがAに最も近づいた時に速度が０になる」

Aに向かう方向に(正の)速度があるなら少したてばもっと近くなるわけだし、Aから離れる方向に(正の)速度があるなら一寸前はもっとAに近かったわけだから、どっちにしても「最も近づいた時」じゃないよね。ということで、もっとも近づいた時は速度が0.
数学で、グラフの極大/極小の点は微分して０の点ってやったとおもうけどあれと同じ。

「Bを電位差V＝４[V]でAの方向へ加速した。」

高さ４cmの滑り台でビー玉をAの方向に転がした、ってのと似たようなもの。
10pcの電荷を4Vの電位に逆らって動かすにはどれだけのエネルギーが必要? それだけのエネルギーがAの初期運動エネルギーとして与えられたということ。

補足

早速の回答ありがとうございます。
気になったのですが、「それだけのエネルギーがAの初期運動エネルギーとして与えられたということ。」に関してはAではなく、Bの間違いではないでしょうか？
BがAに向かって移動してわけですから、そうではないかなと思いました。

回答No.2

Nouble

１つ目についてだけ
同一電位同士には
反発力が生まれます

此は
距離と電位
等々によって
決まります

近づけば力が増す
ですね

で、
一定ではないですが
力が起こる以上
ある範囲内には
Aへの向きとは
反対方向への加速が
常に起こる
ですよね？

初速、反対への加速、
Aへ到達する前に
此等が均衡すれば止まります
よね？

其でも、尚、お構い無しに
加速は続く
ので、離れ始める

マイナスの相の二次元関数のグラフを
反時計回りに90度回した上り坂
此へ向けて
物体を打ち放った様

登りきれなければ
何処かで止まり
逆走し始める

力関係が
似ているように
思います

如何ですか？