Дано:
Масса шарика m = 2 мг = 2 * 10^(-6) кг,
заряд шарика q = -6 нКл = -6 * 10^(-9) Кл,
напряжённость электрического поля E = 7 кН/Кл = 7 * 10^3 Н/Кл,
расстояние перемещения d = 16 см = 0,16 м.
а) Находим работу электрического поля:
W = Fd = qEd,
где F - сила, действующая на заряженную частицу в электрическом поле.
б) Подставляем известные значения:
W = (-6 * 10^(-9)) * (7 * 10^3) * 0,16 = -6 * 7 * 0,16 = -6 * 1,12 = -6,72 * 10^(-6) Дж.
в) Находим минимально возможную начальную скорость шарика:
Кинетическая энергия шарика после перемещения полностью перешла бы в электрическую энергию, так как начальная скорость равна 0. Тогда:
K = mv^2 / 2 = |W| = 6,72 * 10^(-6) Дж,
v = sqrt(2|W| / m) = sqrt(2 * 6,72 * 10^(-6) / 2 * 10^(-6)) = sqrt(6,72) примерно 2,59 м/с.
Ответ:
а) Электрическое поле совершает отрицательную работу по перемещению шарика.
б) Работа электрического поля по перемещению шарика равна -6,72 * 10^(-6) Дж.
в) Минимально возможная начальная скорость шарика примерно 2,59 м/с.