Частица с зарядом q и массой m, будучи помещённой, в однородное электрической поле напряжённостью E, начинает двигаться вдоль силовой линии поля и через время t, пройдя расстояние l между двумя точками поля, разность потенциалов между которыми U, приобретает скорость v. Найдите E, l, U, если известно q, m, v, t.
Для начала определим ускорение частицы в электрическом поле:
F = qE
a = F/m = qE/m
Затем найдем путь, который прошла частица за время t:
l = vt + (1/2)at^2 = vt + (1/2)(qE/m)t^2
Теперь найдем разность потенциалов между точками:
U = qEd
где d - расстояние между точками поля. Так как известно, что частица прошла расстояние l, то:
d = l
Получаем:
U = qEl
Итак, мы нашли значения для E, l и U по формулам:
E = ma/q
l = vt + at^2 / 2
U = qEl