Определите значения горизонтальной и вертикальной компоненты скорости электрона в момент касания положительной обкладки

Для решения данной задачи мы можем использовать знания о движении заряда в электрическом поле. В конденсаторе, который состоит из двух параллельных обкладок, электрическое поле направлено от положительной обкладки к отрицательной.

Известные параметры:
Заряд электрона: q = -1.6·10^(-19) Кл
Масса электрона: m = 9.1·10^(-31) кг
Скорость электрона: v = 3.6·10^6 м/с
Расстояние между обкладками конденсатора: d = 3 см = 0.03 м
Электроемкость конденсатора: C = 5 мкФ = 5·10^(-6) Ф
Заряд конденсатора: Q = 3·10^(-3) Кл

Для решения задачи, нам необходимо найти горизонтальную (V_x) и вертикальную (V_y) компоненты скорости электрона в момент касания положительной обкладки конденсатора.

Первым шагом найдем напряжение (U) между обкладками конденсатора, используя формулу:
U = Q / C

Подставив значения:
U = (3·10^(-3) Кл) / (5·10^(-6) Ф)
U = 600 В

Затем, используя уравнения движения в электрическом поле, мы можем найти горизонтальную и вертикальную компоненты скорости электрона. По закону сохранения энергии, электрическая энергия \(E_{el}\) превращается в кинетическую энергию \(E_{kin}\) электрона:

E_{el} = E_{kin}

В электрическом поле энергия электрического поля равна энергии заряженной частицы в этом поле:

E_{el} = Uq

E_{kin} = \frac{1}{2}mv^2

Uq = \frac{1}{2}mv^2

Выразим горизонтальную и вертикальную компоненты скорости из данного уравнения.

Для горизонтальной компоненты скорости (V_x) электрона, учтем, что в данном случае сила электрического поля не оказывает влияния на горизонтальное движение.

V_x = v

Для вертикальной компоненты скорости (V_y) электрона:

Uq = \frac{1}{2}mv_y^2

V_y = \sqrt{\frac{2Uq}{m}}

Подставим значения:

V_y = \sqrt{\frac{2(600 В)(-1.6·10^(-19) Кл)}{9.1·10^(-31) кг}}

V_y \approx -5.91·10^7 м/с

Таким образом, горизонтальная компонента скорости (V_x) электрона в момент касания положительной обкладки конденсатора равна 3.6·10^6 м/с, а вертикальная компонента скорости (V_y) составляет около -5.91·10^7 м/с.

Пожалуйста, обратите внимание, что знак минус у вертикальной компоненты скорости (V_y) указывает на то, что электрон движется вниз.