Яку швидкість (у метрах на секунду) матиме позитивно заряджена частинка масою 9 мг і зарядом 9 мкКл, яка вилітає

Тема урока: Законы электростатики и кинетическая энергия

Инструкция: В данной задаче мы имеем дело с электростатическим потенциалом и кинетической энергией частицы. Кинетическая энергия определяется формулой K = (mv^2) / 2, где m - масса частицы, а v - ее скорость. Согласно теории, изменение потенциальной энергии частицы при ее перемещении в электростатическом поле равно изменению ее кинетической энергии.

Для решения задачи, используем формулу изменения потенциальной энергии, которая равна ΔU = qΔV. Здесь q - заряд частицы, а ΔV - изменение электрического потенциала. Зная, что энергия в точке с потенциалом 150 В составляет 0,5 * m * (50^2), а в точке с потенциалом 175 В - K, можно приравнять эти два значения: 0,5 * m * (50^2) = K = q * ΔV.

Выразив из этого уравнения скорость v, получим: v = sqrt((2 * q * ΔV) / m). Подставив значения q = 9 мкКл = 9 * 10^(-6) Кл, ΔV = 175 В - 150 В = 25 В, m = 9 мг = 9 * 10^(-6) кг, и при условии = 2,45, мы можем легко рассчитать скорость:

v = sqrt((2 * 9 * 10^(-6) * 25) / (9 * 10^(-6))) = sqrt(50) ≈ 7,071 м/с.

Таким образом, позитивно зарядженная частица будет иметь скорость примерно равную 7,071 м/с при движении от точки с потенциалом 150 В до точки с потенциалом 175 В.

Дополнительный материал: Вычислите скорость позитивно заряженной частицы массой 12 мг и зарядом -6 мкКл, которая движется от точки с потенциалом 200 В до точки с потенциалом 150 В.

Совет: Для лучшего понимания задачи, рекомендуется ознакомиться с основами электростатики и кинетической энергии частиц.

Задание для закрепления: Вычислите скорость частицы массой 8 мг и зарядом 4 мкКл, которая движется от точки с потенциалом 100 В до точки с потенциалом 180 В.