В однородное электрическое поле со скоростью 0.5*10^7 м/с влетает электрон и движется по направлению линий напряжённости поля. Какое расстояние пролетит электрон до полной потери скорости, если модуль напряжённости поля равен 3600 В/м?

Физика 10 класс Электрическое поле и движение заряженных частиц электрон электрическое поле скорость расстояние напряжённость поля физика движение электрона потеря скорости Новый

Для решения задачи о движении электрона в электрическом поле, нам нужно учитывать несколько факторов, таких как сила, действующая на электрон, и его начальная скорость.

Шаг 1: Определение силы, действующей на электрон.

Сила, действующая на заряд в электрическом поле, рассчитывается по формуле:

F = q * E

где:

• F - сила, действующая на электрон;
• q - заряд электрона (примерно -1.6 * 10^-19 Кл);
• E - модуль напряжённости электрического поля (3600 В/м).

Подставим значения:

F = (-1.6 * 10^-19 Кл) * (3600 В/м) = -5.76 * 10^-16 Н.

Шаг 2: Определение ускорения электрона.

Ускорение электрона можно найти с помощью второго закона Ньютона:

a = F / m

где:

• a - ускорение;
• m - масса электрона (примерно 9.11 * 10^-31 кг).

Теперь подставим значения:

a = (-5.76 * 10^-16 Н) / (9.11 * 10^-31 кг) ≈ -6.32 * 10^14 м/с².

Шаг 3: Определение времени, за которое электрон остановится.

Мы знаем начальную скорость электрона (v0 = 0.5 * 10^7 м/с) и можем использовать уравнение движения:

v = v0 + a*t

где v - конечная скорость (в данном случае 0, так как электрон остановится).

Приравняем уравнение к нулю:

0 = 0.5 * 10^7 м/с - 6.32 * 10^14 м/с² * t.

Теперь выразим время t:

t = (0.5 * 10^7 м/с) / (6.32 * 10^14 м/с²) ≈ 7.91 * 10^-8 с.

Шаг 4: Определение расстояния, пройденного электроном.

Теперь, зная время, мы можем найти расстояние, пройденное электроном, используя формулу:

s = v0 * t + (1/2) * a * t².

Подставим значения:

s = (0.5 * 10^7 м/с) * (7.91 * 10^-8 с) + (1/2) * (-6.32 * 10^14 м/с²) * (7.91 * 10^-8 с)².

Первую часть:

s1 = (0.5 * 10^7 м/с) * (7.91 * 10^-8 с) ≈ 3.96 * 10^-1 м.

Вторую часть:

s2 = (1/2) * (-6.32 * 10^14 м/с²) * (6.25 * 10^-15 с²) ≈ -1.97 * 10^-1 м.

Таким образом, общее расстояние:

s = s1 + s2 ≈ 3.96 * 10^-1 м - 1.97 * 10^-1 м ≈ 1.99 * 10^-1 м.

Ответ: Электрон пролетит примерно 0.199 м (или 19.9 см) до полной потери скорости.