За какое время частица, масса которой составляет 1 мг, а заряд - 2×10^-11 Кл, переместится на горизонтальное расстояние

Суть вопроса: Движение частицы в электрическом поле

Объяснение: Для решения данной задачи мы можем использовать законы движения частицы в электрическом поле.

Первым шагом определим силу, действующую на частицу в электрическом поле. Сила, действующая на заряженную частицу в электрическом поле, определяется по формуле F = qE, где F - сила, q - заряд частицы, E - напряженность электрического поля. В данном случае, q = 2×10^-11 Кл и E = 5000 В/м. Подставляя значения в формулу, получим F = 2×10^-11 Кл × 5000 В/м.

Далее, воспользуемся вторым законом Ньютона, который гласит, что сила равна произведению массы на ускорение. Ускорение можно выразить, разделив силу на массу: a = F/m. В данном случае, m = 1 мг = 1×10^-6 кг. Подставляя значения, получим a = (2×10^-11 Кл × 5000 В/м) / (1×10^-6 кг).

Теперь можем использовать формулу для нахождения перемещения частицы: S = (1/2)at^2, где S - перемещение, a - ускорение, t - время. Дано, что S = 0,45 м и a мы уже вычислили. Подставляя значения, получим 0,45 м = (1/2) × ((2×10^-11 Кл × 5000 В/м) / (1×10^-6 кг)) × t^2.

Делаем решение относительно времени t: t^2 = (0,45 м × (1×10^-6 кг)) / (0,5 × 2×10^-11 Кл × 5000 В/м). Решая это уравнение, получим t ≈ 0,0018 сек.

Демонстрация: Найдите за какое время частица, масса которой составляет 1 мг, а заряд - 2×10^-11 Кл, переместится на горизонтальное расстояние 0,45 м в электрическом поле с напряженностью 5000 В/м, если её начальная скорость равна нулю. Игнорируйте сопротивление воздуха.

Совет: Для понимания данной задачи рекомендуется изучить законы движения частицы в электрическом поле, а также уравнения для расчета перемещения и времени. Важно обратить внимание на правильное подстановку значений и единиц измерения в формулы.

Дополнительное упражнение: Заряженная частица с массой 2 г и зарядом 4 μКл входит в однородное электрическое поле напряженностью 6000 В/м под углом 30 градусов к направлению силы. Найдите силу, действующую на частицу, если её начальная скорость равна нулю.

Тема урока: Движение частицы в электрическом поле

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать уравнение движения частицы в электрическом поле. У нас есть следующие данные:

Масса частицы (m) = 1 мг = 0,001 г = 0,001 * 10^-3 кг

Заряд частицы (q) = 2×10^-11 Кл

Расстояние (d) = 0,45 м

Напряженность электрического поля (E) = 5000 В/м

Начальная скорость (v) = 0 м/с

Уравнение движения частицы в электрическом поле:

F = qE

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

Для нахождения силы, действующей на частицу в этом электрическом поле, мы можем использовать закон Кулона:

F = k * q1 * q2 / r^2

где F - сила, q1 и q2 - заряды частиц, r - расстояние между ними, k - постоянная Кулона.

В данном случае мы имеем однородное поле, поэтому расстояние между частицей и точкой, куда она перемещается, постоянно.

Теперь мы можем найти силу, действующую на частицу:

F = q * E

Затем мы можем использовать второй закон Ньютона:

F = m * a

где m - масса частицы, a - ускорение частицы.

Тогда ускорение частицы будет:

a = F / m = (q * E) / m

Мы можем использовать уравнение равноускоренного движения для нахождения времени (t), требуещегося частице для перемещения на расстояние d:

d = v * t + (1/2) * a * t^2

Так как начальная скорость равна нулю, уравнение упрощается:

d = (1/2) * a * t^2

Теперь мы можем решить это уравнение относительно времени (t).

Доп. материал: Найдем время, требуещееся частице для перемещения на горизонтальное расстояние 0,45 м.

Совет: Проверьте, правильно ли вы взяли все начальные данные и единицы измерения перед началом решения задачи. Убедитесь, что вы используете правильную формулу для вычисления требуемой величины.

Практика: Если масса частицы составляет 2 мг, а заряд 3×10^-11 Кл, и напряженность электрического поля равна 6000 В/м, найдите требуемое время для перемещения частицы на расстояние 0,75 м, если начальная скорость все еще равна нулю.