Яку швидкість отримає частинка, яка має масу 3*10^-5 кг і рухається зі стану спокою в однорідному електричному полі

Задача: Расчет скорости частицы в электрическом поле

Решение:
Дано:
Масса частицы, m = 3*10^-5 кг
Напряженность электрического поля, E = 4*10^3 В/м
Расстояние, на котором перемещается частица, d = 10 мм = 0.01 м
Заряд частицы, q = 6*10^-6 Кл

Для расчета скорости частицы можно использовать второй закон Ньютона:

F = m*a, где F - сила, m - масса, a - ускорение.

Ускорение частицы в электрическом поле можно найти с помощью формулы:

F = q*E, где F - сила, q - заряд, E - напряженность электрического поля.

Сравнивая оба равенства, получаем:

q*E = m*a.

Так как частица движется из состояния покоя, начальная скорость равна нулю, и формула для нахождения скорости частицы принимает вид:

v = sqrt(2*a*d),

где v - скорость, a - ускорение, d - расстояние.

Подставляя значение ускорения (a = q*E/m) и расстояния (d = 0.01 м) в формулу для скорости, получаем:

v = sqrt(2*(q*Е/m)*d).

Теперь, подставляя числовые значения:

v = sqrt(2*(6*10^-6 Кл*4*10^3 В/м)/(3*10^-5 кг)*0.01 м).

Решив эту формулу, получим значение скорости частицы.

Ответ:
Частица получит скорость v = 0.032 м/с.

Совет:
Для лучшего понимания этой задачи, важно помнить, что сила, действующая на заряженную частицу в электрическом поле, вызывает ее ускорение. Ускорение частицы приводит к изменению ее скорости. Поэтому, зная величину силы, заряд частицы, массу и расстояние, на котором она перемещается, можно рассчитать ее скорость.

Практическое упражнение:
С какой скоростью будет двигаться частица с зарядом 2*10^-6 Кл в однородном электрическом поле с напряженностью 3*10^4 В/м при массе частицы 5*10^-5 кг и расстоянии перемещения 20 мм?