Дано:
E = 30 кВ/м = 30 000 В/м
d = 1,5 мм = 1,5 * 10^-3 м
l = 5,5 см = 5,5 * 10^-2 м
Найти:
Кинетическая энергия протонов в момент влета в конденсатор
Решение:
1. Определим разность потенциалов между пластинами конденсатора:
ΔV = E * d
ΔV = 30 000 В/м * 1,5 * 10^-3 м
ΔV = 45 В
2. Для протона работа, которую совершает электрическое поле конденсатора:
A = q * ΔV
где q - заряд протона (положителен и равен заряду элементарного заряда e)
3. Работа, совершенная над протоном, равна изменению его кинетической энергии:
A = ΔK = K - K₀
где K₀ - начальная кинетическая энергия протона, K - его конечная кинетическая энергия
4. Кинетическая энергия протона в момент влета в конденсатор:
K = q * ΔV = e * ΔV
5. Подставляем известные значения:
K = 1,6 * 10^-19 Кл * 45 В
K ≈ 7,2 * 10^-18 Дж
Ответ:
Кинетическая энергия протонов в момент их влета в конденсатор составляет примерно 7,2 * 10^-18 Дж.