3.
如图所示,水平绝缘轨道
的
端与处于竖直平面内的四分之一粗糙圆弧形绝缘轨道
平滑连接,水平绝缘轨道的动摩擦因数为
, 圆弧的半径
。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度
。现有一质量
的带电体
(可视为质点)放在水平轨道上与
端距离
的位置,由于受到电场力的作用,带电体由静止开始运动。已知带电体所带电荷量
, 取重力加速度大小
。
(1)求在水平轨道上运动的加速度大小及运动到端时的速度大小;
(2)求运动到圆弧轨道的端时对圆弧轨道的压力大小;
(3)若经过点的速度大小为 , 则经过段克服摩擦力做的功为多大?