由于重力场和电场力做功都与路径无关,因此可以把两个场叠加起来看成一个等效力场来处理,等效场的方向与电场方向的夹角为θ,有:tanθ=
=G F
4 3
得:θ=53°
重力与电场力的合力为F=
=
G2
+F
5G 4
设OO′距离为x,则小球被钉子挡住后的圆周运动半径为:r=L-x
小球通过等效最高点的速度大小为v,由动能定理得:
G(x-rcos37°)-F电(L+rsin37°)=
mv21 2
由牛顿第二定律知,小球恰好完成圆周运动的条件是:
F=
mv2 r
其中:G=mg,F电=
3G 4
联立以上各式解得:
x=
21L 23
答:求OO′长度为
.21L 23