Форум сайта alsak.ru
Задачи и вопросы по физике => Электростатика => Электродинамика => Работа поля. Напряжение => : Антон Огурцевич 17 May 2015, 15:23
-
Электрон движется по направлению линии напряжённости однородного электрического поля. Напряжённость поля равна 1,2 В/см. Какое расстояние он пролетит в вакууме до полной остановки, если его начальная скорость 1000 км/с? Сколько времени будет длиться этот полёт? Сделать рисунок.
-
Так как электрон движется по направлению линии напряжённости, то на него действует кулоновская сила, направленная против его скорости. Поэтому электрон будет двигаться равнозамедленно.
Задачу решим энергетическим способом: работа кулоновской силы (электростатического поля) идет на уменьшение кинетической энергии электрона, т.е.
A = ΔW = Wk – Wk0,
где Wk = 0, т.к. электрон останавливается,
\[A=-q\cdot E\cdot s,\; \; W_{k0} =\frac{m\cdot \upsilon _{0}^{2} }{2} ,\]
q = 1,6∙10-19 Кл, m = 9,1∙10–31 кг, s — перемещение вдоль силой линии. Тогда
\[-q\cdot E\cdot s=-\frac{m\cdot \upsilon _{0}^{2} }{2} ,\; \; s=\frac{m\cdot \upsilon _{0}^{2} }{2q\cdot E} ,\]
s = 24 мм.
Время можно найти так:
\[\Delta r_{x} =\frac{\upsilon _{x} +\upsilon _{0x} }{2} \cdot t,\; \; s=\frac{\upsilon _{0} }{2} \cdot t,\; \; t=\frac{2s}{\upsilon _{0}^{} } =\frac{m\cdot \upsilon _{0} }{q\cdot E} ,\]
t = 4,7∙10–8 с.