Протягом якого часу швидкість руху електрона стане нульовою, коли електрон потрапить у однорідне електричне поле і його початкова швидкість дорівнює 1800 км/с, а напруженість електричного поля - 90 Н/Кл?
Морской_Пляж
Для решения этой задачи мы можем использовать законы электродинамики.
Известно, что электричная сила \( F \), действующая на заряд \( q \) в электрическом поле, определяется формулой:
\[ F = q \cdot E \]
Где \( E \) - напряженность электрического поля.
Также, для заряда, находящегося в однородном электрическом поле, существует формула для силы, обусловленной электрическим полем:
\[ F = m \cdot a \]
Где \( m \) - масса заряда, а \( a \) - его ускорение.
Из этих двух формул можно сделать вывод, что:
\[ q \cdot E = m \cdot a \]
Теперь мы можем воспользоваться законом второй Ньютона:
\[ a = \frac{F}{m} \]
Подставим выражение для силы из первого уравнения:
\[ a = \frac{q \cdot E}{m} \]
Теперь, зная, что ускорение - это производная скорости \( v \) по времени \( t \), можем записать следующее выражение:
\[ a = \frac{dv}{dt} \]
Подставим это в предыдущее уравнение:
\[ \frac{dv}{dt} = \frac{q \cdot E}{m} \]
Теперь мы можем преобразовать данное дифференциальное уравнение, чтобы решить его. Для этого проведем разделение переменных:
\[ \frac{dv}{v} = \frac{q \cdot E}{m} \cdot dt \]
Интегрируем обе части уравнения:
\[ \int \frac{dv}{v} = \int \frac{q \cdot E}{m} \cdot dt \]
\[ \ln|v| = \frac{q \cdot E}{m} \cdot t + C \]
Здесь \( C \) - постоянная интегрирования.
Теперь найдем конечное решение. Поскольку мы ищем момент времени, когда скорость равна нулю, ставим \( v = 0 \):
\[ \ln|0| = \frac{q \cdot E}{m} \cdot t + C \]
Так как логарифм от нуля не существует, получаем:
\[ \text{нет решения} \]
Из этого можно сделать вывод, что под заданными условиями электрон никогда не остановится в однородном электрическом поле.
Известно, что электричная сила \( F \), действующая на заряд \( q \) в электрическом поле, определяется формулой:
\[ F = q \cdot E \]
Где \( E \) - напряженность электрического поля.
Также, для заряда, находящегося в однородном электрическом поле, существует формула для силы, обусловленной электрическим полем:
\[ F = m \cdot a \]
Где \( m \) - масса заряда, а \( a \) - его ускорение.
Из этих двух формул можно сделать вывод, что:
\[ q \cdot E = m \cdot a \]
Теперь мы можем воспользоваться законом второй Ньютона:
\[ a = \frac{F}{m} \]
Подставим выражение для силы из первого уравнения:
\[ a = \frac{q \cdot E}{m} \]
Теперь, зная, что ускорение - это производная скорости \( v \) по времени \( t \), можем записать следующее выражение:
\[ a = \frac{dv}{dt} \]
Подставим это в предыдущее уравнение:
\[ \frac{dv}{dt} = \frac{q \cdot E}{m} \]
Теперь мы можем преобразовать данное дифференциальное уравнение, чтобы решить его. Для этого проведем разделение переменных:
\[ \frac{dv}{v} = \frac{q \cdot E}{m} \cdot dt \]
Интегрируем обе части уравнения:
\[ \int \frac{dv}{v} = \int \frac{q \cdot E}{m} \cdot dt \]
\[ \ln|v| = \frac{q \cdot E}{m} \cdot t + C \]
Здесь \( C \) - постоянная интегрирования.
Теперь найдем конечное решение. Поскольку мы ищем момент времени, когда скорость равна нулю, ставим \( v = 0 \):
\[ \ln|0| = \frac{q \cdot E}{m} \cdot t + C \]
Так как логарифм от нуля не существует, получаем:
\[ \text{нет решения} \]
Из этого можно сделать вывод, что под заданными условиями электрон никогда не остановится в однородном электрическом поле.
Знаешь ответ?