Если диэлектрик поместить во внешнее электрическое поле, то происходит поляризация диэлектрика. при этом процессе молекулы диэлектрика ориентируются по внешнему электрическому полю. на противоположных поверхностях диполя появляются связанные заряды. это приводит к тому, что в диэлектриках возникает свое электрическое поле, направленное против внешнего, и в сумме поле внутри диэлектрика будет меньше внешнего. диэлектрическая проницаемость, о которой мы говорили раньше, характеризует способность диэлектрика к ослаблению внешнего поля. внесём полярный диэлектрик в электростатическое поле и посмотрим, что при этом произойдёт. в полярных диэлектриках поляризация происходит в результате переориентации диполей. когда нет внешнего поля, диполи сориентированы хаотично и суммарное поле внутри вещества равно нулю. во внешнем поле под действием кулоновских сил происходит поворот диполей. воздействие внешнего электрического поля испытывают все молекулы диэлектрика. это приводит к тому, что в диэлектрике возникает собственное электрическое поле. электрическое поле внутри диэлектриков будет ослаблено по сравнению с внешним полем е. наряду с ориентирующим действием кулоновских сил, дипольные молекулы находятся под влиянием теплового движения. тепловое движение стремится нарушить ориентацию диполей. когда неполярный диэлектрик помещают во внешнее электрическое поле, происходит перераспределение зарядов внутри молекул таким образом, что в целом в диэлектрике появляется собственное поле. в отличие от полярных диэлектриков, здесь нет влияния теплового движения на процесс поляризации.
Заметим, что при прохождении точки π/2 шарик должен иметь неотличимое натяжение нити, иначе она согнется и полный оборот не получится.
Тогда по второму закону Ньютона имеем: mg = ma, т.е. a = g
Центростремительное ускорение шарика в точке π/2: g = V2^2 / R => V2^2 = g R
Теперь прибегнем к закону сохранения энергии (в точке -π/2 и π/2). Получаем (V1 - начальная скорость шарика, которую мы ищем):
mV1^2 / 2 = mV2^2/2 + mg2R
mV1^2 / 2 = (mgR + 4mgR) / 2
mV1^2 = 5mgR
V1 = √5gR