Какова новая скорость пылинки после ее перемещения на 4 см в однородном электрическом поле с напряженностью 10^5 В/м?

Тема урока: Движение заряженной частицы в электрическом поле

Описание:
Движение заряженной частицы в электрическом поле определяется взаимодействием силы электрического поля и силы инерции.

По началу задачи, пылинка имеет положительный заряд, что значит, что на нее действует сила электрического поля направленная в обратном направлении от электрического поля (так как заряд положительный), поэтому на нее будет действовать сила F=qE, где q - заряд пылинки, E - напряженность электрического поля.

Для нахождения изменения скорости пылинки воспользуемся вторым законом Ньютона, который гласит, что сумма всех внешних сил, действующих на тело, равна произведению его массы на ускорение, т.е. F = ma, где m - масса пылинки, a - ускорение.

Следовательно, ускорение пылинки будет равно a = F/m.

Тогда новая скорость можно рассчитать, используя формулу v^2 = u^2 + 2as, где v - новая скорость, u - начальная скорость, a - ускорение, s - путь, по которому пылинка переместила в электрическом поле.

Применяя формулу к данной задаче, получаем уравнение v^2 = u^2 + 2as, где u = 0,1 м/с (начальная скорость), s = 4 см = 0,04 м (путь перемещения пылинки в электрическом поле), a = F/m.

Тогда, a = F/m = (qE)/m = ((10^-11 Кл) * (10^5 В/м))/ (10^-6 кг) = 10^10 м/с^2.

Подставляя известные значения в уравнение v^2 = u^2 + 2as, получаем:

v^2 = (0,1 м/с)^2 + 2 * (10^10 м/с^2) * (0,04 м).

Рассчитываем и получаем значение новой скорости: v = √((0,1 м/с)^2 + 2 * (10^10 м/с^2) * (0,04 м)).

Например:
После проведения необходимых вычислений, новая скорость пылинки составляет 1,41 м/с.

Совет:
Для более глубокого понимания темы движения заряженных частиц в электрических полях, рекомендуется ознакомиться с основами электростатики и законом Кулона.

Практика:
Определите новую скорость электрона (заряд -1,6 * 10^-19 Кл, масса 9,1 * 10^-31 кг, начальная скорость 0 м/с), который переместился на 3 см в однородном электрическом поле с напряженностью 2 * 10^4 В/м. Решите задачу с использованием формул и объясните каждый шаг решения.