Задача по физике В область, где действует вертикальное однородное электрическое поле с
напряженностью 40 кВ/м , влетает заряженная частица, ускоренная разностью
потенциалов 5 кВ. Начальная скорость частицы в электрическом поле направлена горизонтально. Найдите вертикальное смещение частицы в тот момент,
когда ее горизонтальное смещение будет равно 5 см.
Ответ: 5 мм

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи воспользуемся уравнением движения заряженной частицы в электрическом поле:

y = v0yt + (ayt^2)/2,

где y - вертикальное смещение частицы, v0y - начальная вертикальная скорость частицы, ay - вертикальное ускорение частицы (равно q*E/m, где q - заряд частицы, E - напряженность электрического поля, m - масса частицы), t - время.

Поскольку начальная скорость частицы направлена горизонтально, то начальная вертикальная скорость равна нулю. Таким образом, у нас остается уравнение:

y = (ay*t^2)/2.

Теперь найдем время, через которое горизонтальное смещение частицы будет равно 5 см. Для этого воспользуемся уравнением равноускоренного движения:

x = v0xt + (axt^2)/2,

где x - горизонтальное смещение частицы, v0x - начальная горизонтальная скорость частицы, ax - горизонтальное ускорение частицы (равно 0, так как в данной задаче горизонтальное ускорение отсутствует).

Подставляем известные значения: x = 0.05 м, v0x = v0 (поскольку начальная скорость частицы направлена горизонтально). Таким образом, у нас получается уравнение:

0.05 = v0*t,

откуда t = 0.05/v0.

Теперь подставляем полученное значение времени в уравнение для вертикального смещения:

y = (ay(0.05/v0)^2)/2 = (qE*(0.05/v0)^2)/(2m).

Таким образом, вертикальное смещение частицы в тот момент, когда ее горизонтальное смещение будет равно 5 см, равно (qE(0.05/v0)^2)/(2m).