Яка швидкість набуває електрон, якщо воно рухається після прискорення напруги зі стану спокою?

Предмет вопроса: Рух електрона після прискорення напруги

Пояснення: При руху електрона під дією напруги, його швидкість може змінюватися. Щоб знайти швидкість електрона після прискорення напруги, ми можемо скористатися законом збереження енергії.

Енергія, яку отримує електрон під дією напруги, є рівною роботі, яку виконує сила напруги над електроном. Робота, яку виконує сила напруги, може бути виражена як добуток напруги (U) на зміщення (d) електрона.

Робота = U·d

Енергія, отримана електроном, також може бути виражена як кінетична енергія (Ek) електрона:

Ek = (1/2)·m·v^2

де m - маса електрона, v - швидкість електрона.

За законом збереження енергії, енергія, отримана електроном, дорівнює роботі, яку виконує сила напруги:

Ek = U·d

(1/2)·m·v^2 = U·d

Щоб знайти швидкість електрона (v), можемо перетворити рівняння:

v^2 = (2·U·d) / m

v = sqrt((2·U·d) / m)

Отже, швидкість електрона після прискорення напруги визначається формулою v = sqrt((2·U·d) / m), де U - напруга, d - зміщення, m - маса електрона.

Приклад використання: Нехай напруга U = 10 В, зміщення d = 5 м і маса електрона m = 9.1 * 10^-31 кг. Яка швидкість набуває електрон?

v = sqrt((2·10·5) / (9.1 * 10^-31)) = 3.14 * 10^6 м/с

Рекомендації: Для кращого розуміння цієї теми, важливо пам"ятати, що швидкість електрона залежить від напруги, зміщення та маси електрона. Перед розв"язанням подібних задач, завжди переглядайте дані, які задаються, і при необхідності перетворюйте одиниці в систему СІ. Також важливо володіти основами математики та фізики, а саме розуміти формули та вміти їх застосовувати.

Вправа: Нехай напруга U = 20 В, зміщення d = 8 м і маса електрона m = 9.1 * 10^-31 кг. Знайдіть швидкість електрона після прискорення напруги.