Задача по физике4 Частица с зарядом q=5,2•10^-19 Кл и массой m=13,3•10^-27 кг, начиная движение из состояния покоя в однородном электрическом поле с напряженностью E=10 кВ/м, приобретает скорость v=155 км/с, пройдя расстояние d. При этом напряжение, ускоряющее частицу, составляет U. Определите значения d и U. Во сколько раз увеличится приобретенная частицей скорость, если ускоряющая разность потенциалов возрастет в 8 раз?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся формулой для определения напряжения в электрическом поле:
U = q * E

Подставляем известные значения и находим значение напряжения U:
U = 5,2•10^-19 Кл * 10 кВ/м = 5,2•10^-15 В

Теперь определим расстояние, которое пройдет частица, используя закон сохранения энергии:
ΔE кин = ΔE пот
(1/2) m v^2 = q U d
(1/2) 13,3•10^-27 кг (15510^3 м/c)^2 = 5,2•10^-19 Кл 5,2•10^-15 В d
Подставляем известные значения и находим значение расстояния d:
d = (1/2) 13,3•10^-27 кг (15510^3 м/c)^2 / (5,2•10^-19 Кл * 5,2•10^-15 В)

Теперь найдем новое значение напряжения U', которое увеличивается в 8 раз:
U' = 8 U = 8 5,2•10^-15 В = 41,6•10^-15 В

Определим скорость v' при новом напряжении:
(1/2) m v'^2 = q U' d
(1/2) 13,3•10^-27 кг v'^2 = 5,2•10^-19 Кл 41,6•10^-15 В d
v' = sqrt(2 5,2•10^-19 Кл 41,6•10^-15 В * d / 13,3•10^-27 кг)

Таким образом, для нахождения новой скорости нужно разделить величину ускорения разности потенциалов на первоначальное значение.