На каком отрезке пути в однородном электрическом поле со силовым напряжением 5 н/кл скорость электрона увеличится

Суть вопроса: Ускорение электрона в электрическом поле

Разъяснение: Чтобы решить эту задачу, мы воспользуемся формулой для ускорения электрона в однородном электрическом поле. Формула для ускорения электрона: а = Ф/м, где а - ускорение, Ф - силовое напряжение, м - масса электрона. Начальная скорость электрона равна нулю, поэтому мы можем использовать формулу для вычисления конечной скорости электрона. Формула: v = v₀ + ат, где v - конечная скорость, v₀ - начальная скорость, т - время.

Решение:
Из формулы для ускорения электрона а = Ф/м, мы знаем, что ускорение равно силовому напряжению, поделенному на массу электрона. То есть а = 5 н/кл / (масса электрона). Масса электрона примерно равна 9,1 * 10^-31 кг.

Теперь мы можем найти ускорение:
а = 5 н/кл / (9,1 * 10^-31 кг) ≈ 5,5 * 10^30 м/с²

Далее, используя формулу v = v₀ + ат и начальную скорость v₀ = 0, мы можем найти время t:
2 * 10^6 м/с = 0 + (5,5 * 10^30 м/с²) * t

Решая уравнение относительно t, мы находим:
t ≈ (2 * 10^6 м/с) / (5,5 * 10^30 м/с²) ≈ 3,64 * 10^-25 с

Таким образом, скорость электрона увеличится до 2 * 10^6 м/с на отрезке пути длительностью около 3,64 * 10^-25 секунды.

Совет: Для лучшего понимания этого материала, важно иметь представление о базовой физике, такой как понятия о силе, массе и ускорении. Также полезно знать основные законы Ньютона и формулы, связанные с ускорением и скоростью. Практика вычисления различных физических величин поможет с уверенностью решать подобные задачи.

Задача для проверки: Если силовое напряжение в однородном электрическом поле равно 10 н/кл, и изначальная скорость электрона равна 4 * 10^6 м/с, на какое расстояние увеличится скорость электрона до 8 * 10^6 м/с? (Необходимо предположить, что начальная скорость равна нулю на данном расстоянии)

Тема: Движение электрона в электрическом поле

Объяснение: В данной задаче рассматривается движение электрона в однородном электрическом поле. Для решения задачи нам необходимо воспользоваться законом электродинамики, который устанавливает связь между силой, приложенной к заряженной частице, и ее ускорением.

Формула, которую мы будем использовать, называется ускоряющим электрическим полем. Она гласит:

F = m * a = q * E,

где F - сила, m - масса электрона, a - его ускорение, q - заряд электрона, E - силовое напряжение.

Сила, действующая на электрон, равна умножению его заряда на силовое напряжение.

Учитывая, что начальная скорость электрона равна нулю, мы можем воспользоваться формулой для определения изменения скорости:

v = u + a * t,

где v - конечная скорость электрона, u - начальная скорость электрона, a - ускорение электрона, t - время.

Дано, что конечная скорость электрона равна 2 * 10^6 м/с, начальная скорость равна нулю, а силовое напряжение равно 5 н/кл.

Теперь мы можем подставить известные значения в уравнение и решить его относительно времени:

2 * 10^6 = 0 + (5 * 10^-19) * t.

2 * 10^6 = 5 * 10^-19 * t.

t = (2 * 10^6) / (5 * 10^-19).

t = 4 * 10^25 с.

Таким образом, электрон увеличит свою скорость до 2 * 10^6 м/с на отрезке пути, равном 4 * 10^25 с.

Совет: Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется изучить основы электростатики и законы электродинамики. Также полезно понимать, как взаимодействует заряженная частица с электрическим полем и как она изменяет свою скорость.

Задание для закрепления: В электрическом поле со силовым напряжением 10 н/кл электрон, имеющий начальную скорость 3 * 10^5 м/с, увеличивает свою скорость до 6 * 10^5 м/с за 2 * 10^-7 с. На каком отрезке пути это происходит?