Отрицательно заряженная частица массой 5,6 нг вылетает из точки, потенциал которой 600 В, со скоростью 12000 км/с в направлении линий напряжённости. Определите потенциал точки, дойдя до которой частица остановилась.
от

1 Ответ

Дано:  
Масса частицы (m) = 5.6 нг = 5.6 * 10^(-12) кг  
Начальный потенциал (V1) = 600 В  
Начальная скорость (v1) = 12000 км/с = 12000 * 10^3 м/с  
Конечная скорость (v2) = 0, так как частица остановилась  
Потенциал в точке остановки (V2) - ?  

Найти:  
Потенциал в точке остановки  

Решение:  
Из закона сохранения энергии заряженой частицы в электрическом поле следует:  
K1 + U1 = K2 + U2  
где K1 - кинетическая энергия в начальной точке, U1 - потенциальная энергия в начальной точке, K2 и U2 - аналогично для конечной точки.  

Так как частица отрицательно заряжена, работу силы поля при перемещении частицы против направления силы можно считать положительной.  

Начальная кинетическая энергия:  
K1 = (1/2) * m * v1^2  

Потенциальная энергия в начальной точке:  
U1 = q * V1, где q - заряд частицы  

Кинетическая энергия в конечной точке равна нулю, так как частица остановилась. Тогда:  
K2 = 0  

Потенциальная энергия в конечной точке:  
U2 = q * V2  

Уравнение сохранения энергии примет вид:  
(1/2) * m * v1^2 + q * V1 = q * V2  

q = -e, где e - элементарный заряд (-1.6 * 10^(-19) Кл) для электрона. Подставляя значения и решая уравнение для V2, получаем:  
V2 = V1 + ((1/2) * m * v1^2) / e  

Подставляем известные значения и вычисляем потенциал в точке остановки:  
V2 = 600 + ((1/2) * 5.6 * 10^(-12) * (12000)^2) / (-1.6 * 10^(-19))  
V2 = 600 + 630 В  =1230 В.

Ответ:  
Потенциал в точке, до которой дойдет частица и остановится, составит 1230 В.
от