Потенциал. Диэлектрики. Конденсатор. Пылинка массой m = 0,09 г и с зарядом q = 70 нКл перемещается в электростатическом поле из точки A, с потенциалом 9 кВ, в точку C, потенциал которой равен 5 кВ. Чему была равна скорость пылинки в точке A, если в точке C она стала равной \upsilon = 9 м/с.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии:

ΔЭк = ΔПот,

где ΔЭк - изменение кинетической энергии пылинки, ΔПот - изменение потенциальной энергии пылинки.

Потенциальная энергия пылинки в точке A:

Потенциальная энергия в точке A = q U_A = 70 10^(-9) Кл 9 10^3 В = 0,63 * 10^(-3) Дж.

Потенциальная энергия пылинки в точке C:

Потенциальная энергия в точке C = q U_C = 70 10^(-9) Кл 5 10^3 В = 0,35 * 10^(-3) Дж.

Изменение потенциальной энергии:

ΔПот = Потенциальная энергия в точке C - Потенциальная энергия в точке A = 0,35 10^(-3) - 0,63 10^(-3) = -0,28 * 10^(-3) Дж.

Так как изменение кинетической энергии равно изменению потенциальной энергии, то:

ΔЭк = -0,28 * 10^(-3) Дж.

Кинетическая энергия пылинки в точке C:

Эк = (m * v^2) / 2,

0,28 10^(-3) = (0,09 10^(-3) кг * v^2) / 2,

v^2 = 2 * 0,28 / 0,09 = 6,22,

v ≈ √6,22 ≈ 2,5 м/с.

Итак, скорость пылинки в точке A была примерно равна 2,5 м/с.