Задача по физике .решить с объяснением, заранее спасибо! Электрон влетает посередине в пространство между пластинами плоского конденсатора параллельно им со скоростью 1,0·103 км/с. При каком наименьшем напряжении электрон не вылетит из конденсатора, если длина конденсатора 5,0 см, расстояние между пластинами 1,0 см ?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для того чтобы электрон не вылетел из конденсатора, необходимо, чтобы сила, действующая на него со стороны электрического поля конденсатора, уравновешивала силу инерции, с которой электрон движется.

Сначала найдем силу, с которой электрическое поле конденсатора действует на электрон. Для этого воспользуемся формулой для напряженности электрического поля плоского конденсатора:

E = U/d,

где U - напряжение на конденсаторе, d - расстояние между пластинами.

E = U/0,01 м.

Теперь найдем силу, с которой это поле действует на электрон:

F = eE,

где e - заряд электрона.

Теперь найдем силу инерции электрона:

F = m*a,

где m - масса электрона, a - ускорение электрона.

Имеем:

eE = m*a,

U/(0.01 м) = m*a.

Также у нас есть уравнение для скорости электрона:

v = a*t,

где v - скорость, t - время.

Так как скорость электрона перпендикулярна электрическому поле, время t прохождения расстояния между пластинами равно:

t = d/v.

Подставляем это выражение в уравнение для силы инерции:

U/(0.01 м) = m * v / d,

U = m v (0.01 м) / d.

Теперь подставляем известные значения: m = 9.1110^-31 кг, v = 1,010^3 м/с, d = 0,01 м.

U = 9.1110^-31 1,010^3 0,01 / 0,01 = 9.11*10^-28 B.

Следовательно, наименьшее напряжение, при котором электрон не вылетит из конденсатора, составляет U = 9.11*10^-28 вольт.