Электрическое поле создаёт неподвижный заряд q1=36 нКл. Заряженная частица массой 5·10^−6 кг и зарядом q2=2 нКл перемещается из точки, находящейся на расстоянии 0,4 м от неподвижного заряда, в точку, находящуюся на расстоянии 0,9 м от него. Определить скорость частицы во второй точке поля.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения скорости частицы во второй точке поля воспользуемся законом сохранения энергии.

Изначальная потенциальная энергия частицы в первой точке равна работе, которую нужно совершить, чтобы переместить частицу из бесконечности в эту точку:
Ep1 = q1q2/(4πε0r1) = (362)/(4π8,8510^(-12)0,4) = 644,07 Дж

Потенциальная энергия частицы во второй точке представляет собой сумму работы, совершенной над частицей при перемещении из первой точки во вторую, и кинетической энергии частицы во второй точке:
Ep2 = q1q2/(4πε0r2) = (362)/(4π8,8510^(-12)0,9) = 241,38 Дж

Тогда, если обозначить скорость частицы во второй точке как v, то по закону сохранения энергии имеем:
Ep1 = Ep2 + (m*v^2)/2

644,07 = 241,38 + (510^(-6)v^2)/2
402,69 = 2,510^(-6)v^2
v^2 = 402,69/(2,5*10^(-6)) = 161076000
v = √161076000 ≈ 12699,77 м/с

Итак, скорость частицы во второй точке электрического поля составляет около 12699,77 м/с.