Положительно заряженная частица движется против силовых линий однородного электрического поля с напряжённостью 100 В/м. Какое расстояние пройдёт частица до остановки, если её начальная скорость равна 106 м/с, а удельный заряд частицы 1011 Кл/кг?
от

1 Ответ

дано:
- напряженность электрического поля E = 100 В/м
- начальная скорость частицы v0 = 10^6 м/с
- удельный заряд частицы q/m = 10^11 Кл/кг

найти:
- расстояние, которое пройдет частица до остановки (d).

решение:
Когда частица движется против силовых линий электрического поля, на нее действует сила, направленная в сторону противоположную её движению. Эта сила замедляет движение частицы.

Сила, действующая на заряд в электрическом поле, вычисляется по формуле:

F = q * E.

Ускорение частицы, которое она испытывает, можно найти из второго закона Ньютона:

F = m * a.

Таким образом, ускорение будет:

a = F / m = (q * E) / m.

Так как удельный заряд частицы q/m = 10^11 Кл/кг, можно записать ускорение как:

a = (q/m) * E = 10^11 * 100 = 10^13 м/с².

Это ускорение будет отрицательным, так как частица замедляется, и его можно записать как:

a = - 10^13 м/с².

Теперь можно использовать уравнение кинематики для определения расстояния до остановки. Уравнение для движения с постоянным ускорением выглядит так:

v^2 = v0^2 + 2 * a * d,

где:
- v — конечная скорость частицы (0 м/с, так как частица остановится),
- v0 — начальная скорость (10^6 м/с),
- a — ускорение (-10^13 м/с²),
- d — расстояние, которое нужно найти.

Подставляем известные значения:

0 = (10^6)^2 + 2 * (-10^13) * d.

Решаем относительно d:

(10^6)^2 = 2 * 10^13 * d,

d = (10^6)^2 / (2 * 10^13) = 10^12 / 2 * 10^13 = 5 * 10^(-2) м = 0,05 м.

ответ:
d = 0,05 м.
от