- 19
Зробіть з розв’язком і дано !!! Альфа частинка с зарядом 3,2 10 Кл вилітає із ядра радію з
швидкістю 2 Мм/с і потрапляє у однорідне електричне поле, силові
лінії якого напрямлені проти руху частинки. Яка маса у частинки,
якщо пройшовши різницю потенціалів 41,5 кВ частинка
зупинилась?
- 27
А. 6,64 · 10 КГ.
- 27
1,66 10 КГ.
-27
Б. 3,32 10 КГ. B. 13,28 · 10
- 27
КГ. Г.
Ответы
Дано:
Заряд альфа-частинки: q = +3,2 * 10^-19 Кл
Швидкість альфа-частинки після вильоту з ядра: v1 = 2 Мм/с = 2 * 10^6 м/с
Різниця потенціалів, через яку проходить альфа-частинка: ΔV = 41,5 кВ = 41,5 * 10^3 В
Шукано: маса альфа-частинки
Розв'язок:
Сила, з якою електричне поле діє на альфа-частинку, обчислюється за формулою F = q * E, де E - напруженість електричного поля.
Оскільки силові лінії напрямлені проти руху частинки, напруженість електричного поля спрямована проти швидкості альфа-частинки, тобто протилежна знаку заряду альфа-частинки:
E = -ΔV / d, де d - відстань, на яку переміщується альфа-частинка під дією електричного поля
Сила F, з якою електричне поле діє на альфа-частинку, спричиняє її прискорення, тому за другим законом Ньютона:
F = ma, де m - маса альфа-частинки, а - прискорення альфа-частинки під дією електричного поля
Підставляємо значення F з першої формули у другу:
ma = qE
m = qE / a
Тепер потрібно знайти відстань d, яку проходить альфа-частинка під дією електричного поля. Цю відстань можна знайти за формулою:
d = v2 * t, де v2 - швидкість альфа-частинки після зупинки, t - час, який альфа-частинка перебувала під дією електричного поля
Оскільки частинка зупинилась, її кінетична енергія повністю перетворилась на потенціальну енергію, тобто
(1/2)mv1^2 = qΔV
t = d / v1
Підставляє