Какой будет расстояние s, пройденное электроном до того, как его скорость достигнет значения v = 100 км/с, если он начинает движение с нулевой скоростью вдоль однородного электрического поля с напряженностью Е = 2 • 104 Н/Кл? Учитывайте, что среда является воздухом, а модуль заряда электрона составляет е = 1,6 • 10–19 Кл, а его масса – me = 9,1 • 10–31 кг.
Магический_Кристалл
Для решения этой задачи, мы можем использовать законы электростатики и законы движения тела в электрическом поле. Для начала, мы можем воспользоваться следующим законом:
\[ F = q \cdot E \]
где F - сила, q - заряд частицы, а E - напряженность электрического поля. Зная значение заряда электрона \(q = 1,6 \times 10^{-19} \, Кл\) и значение напряженности поля \(E = 2 \times 10^4 \, Н/Кл\), можем найти силу F, действующую на электрон в поле.
\[ F = (1,6 \times 10^{-19} \, Кл) \times (2 \times 10^4 \, Н/Кл) \]
\[ F = 3,2 \times 10^{-15} \, Н \]
Теперь, зная силу F, мы можем воспользоваться вторым законом Ньютона для движения электрона в поле.
\[ F = m \cdot a \]
где m - масса электрона, а a - ускорение. Зная, что \(m = 9,1 \times 10^{-31} \, кг\), мы можем найти ускорение a.
\[ 3,2 \times 10^{-15} = (9,1 \times 10^{-31}) \cdot a \]
\[ a = \frac{3,2 \times 10^{-15}}{9,1 \times 10^{-31}} \]
\[ a = 3,51 \times 10^{15} \, м/с^2 \]
Теперь, используя уравнение равноускоренного движения, где начальная скорость \(v_0 = 0 \, м/с\), ускорение \(a = 3,51 \times 10^{15} \, м/с^2\) и конечная скорость \(v = 100 \, км/с = 100 \times 10^{3} \, м/с\), можем найти расстояние s.
\[ v^2 = v_0^2 + 2as \]
\[ (100 \times 10^{3})^2 = 0^2 + 2 \times (3,51 \times 10^{15}) \cdot s \]
\[ 10^{10} = 2 \times (3,51 \times 10^{15}) \cdot s \]
\[ s = \frac{10^{10}}{2 \times (3,51 \times 10^{15})} \]
\[ s \approx 1,43 \times 10^{-5} \, м \]
Таким образом, расстояние s, пройденное электроном до того, как его скорость достигнет значения \(v = 100 \, км/с\), равно приблизительно \(1,43 \times 10^{-5} \, м\).
\[ F = q \cdot E \]
где F - сила, q - заряд частицы, а E - напряженность электрического поля. Зная значение заряда электрона \(q = 1,6 \times 10^{-19} \, Кл\) и значение напряженности поля \(E = 2 \times 10^4 \, Н/Кл\), можем найти силу F, действующую на электрон в поле.
\[ F = (1,6 \times 10^{-19} \, Кл) \times (2 \times 10^4 \, Н/Кл) \]
\[ F = 3,2 \times 10^{-15} \, Н \]
Теперь, зная силу F, мы можем воспользоваться вторым законом Ньютона для движения электрона в поле.
\[ F = m \cdot a \]
где m - масса электрона, а a - ускорение. Зная, что \(m = 9,1 \times 10^{-31} \, кг\), мы можем найти ускорение a.
\[ 3,2 \times 10^{-15} = (9,1 \times 10^{-31}) \cdot a \]
\[ a = \frac{3,2 \times 10^{-15}}{9,1 \times 10^{-31}} \]
\[ a = 3,51 \times 10^{15} \, м/с^2 \]
Теперь, используя уравнение равноускоренного движения, где начальная скорость \(v_0 = 0 \, м/с\), ускорение \(a = 3,51 \times 10^{15} \, м/с^2\) и конечная скорость \(v = 100 \, км/с = 100 \times 10^{3} \, м/с\), можем найти расстояние s.
\[ v^2 = v_0^2 + 2as \]
\[ (100 \times 10^{3})^2 = 0^2 + 2 \times (3,51 \times 10^{15}) \cdot s \]
\[ 10^{10} = 2 \times (3,51 \times 10^{15}) \cdot s \]
\[ s = \frac{10^{10}}{2 \times (3,51 \times 10^{15})} \]
\[ s \approx 1,43 \times 10^{-5} \, м \]
Таким образом, расстояние s, пройденное электроном до того, как его скорость достигнет значения \(v = 100 \, км/с\), равно приблизительно \(1,43 \times 10^{-5} \, м\).
Знаешь ответ?