Электрон движется по направлению линий напряженности однородного электростатического поля напряженностью 120 В/м. Какое расстояние он проходит до полной остановки ,если его начальная скорость 1 мм/с ? Сколько времени электрон будет двигаться до остановки?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения расстояния, которое пройдет электрон до полной остановки, воспользуемся законом сохранения энергии. Энергия электрона в электростатическом поле изменяется по закону:

E = K + qΦ

Где E - полная энергия электрона, K - кинетическая энергия электрона, q - заряд электрона, Φ - потенциальная энергия электрона.
Поскольку начальная кинетическая энергия электрона равна полной энергии (E), то потенциальная энергия электрона будет равна нулю и кинетическая энергия электрона равна его полной энергии:

K = E = qU

где U - напряженность поля.

Подставляем известные значения и находим кинетическую энергию электрона:

K = 1.6 x 10^-19 C * 120 V = 1.92 x 10^-17 J

Далее, используем уравнение кинетической энергии:

K = (m*v^2)/2

Где m - масса электрона, v - скорость электрона.

Найдем скорость электрона после его движения:

v^2 = 2K/m
v^2 = 2 * 1.92 x 10^-17 J / (9.11 x 10^-31 kg)
v = 955902.75 m/s

Теперь можем определить путь, пройденный электроном до полной остановки:

s = v_i^2 / (2a)
s = (1 10^-3 m/s)^2 / (2 * 120 m/s^2)
s = 4.17 x 10^-6 m

Таким образом, электрон пройдет расстояние около 4.17 мкм до полной остановки.

Чтобы найти время движения электрона до остановки, воспользуемся уравнением для постоянного ускорения:

v = v_i + at

Tак как скорость становится равной нулю, v = 0, и уравнение примет вид:

0 = v_i + at
t = -v_i / a
t = -1 10^-3 m/s / -120 m/s^2
t = 8.33 10^-6 s

Поэтому время движения электрона до полной остановки составит около 8.33 мкс.