Заряджена частинка масою 8 • 10-27 кг в електричному полі проходить прискорюючу різницю потенціалів 1000 В. Який заряд має частинка, якщо швидкість її змінюється від 4000 км/с до 8000 км/с?
Ответы
Ответ:q = (m * a * u_avg * t) / V,
q = (8 * 10^(-27) кг * ((u2^2 - u1^2) / (2 * d)) * u_avg * t) / V.
Объяснение:
Для обчислення заряду частинки, яка рухається в електричному полі, можна скористатися другим законом Ньютона для заряджених частинок:
F = q * E,
де:
F - сила, що діє на частинку,
q - заряд частинки,
E - напруженість електричного поля.
Ми знаємо масу частинки (m = 8 * 10^(-27) кг), різницю потенціалів (V = 1000 В) та початкову та кінцеву швидкості (u1 = 4000 км/с і u2 = 8000 км/с).
Спершу знайдемо прискорення частинки, використовуючи другий закон Ньютона:
F = m * a,
де:
F - сила, що діє на частинку (це сила електричного поля),
m - маса частинки,
a - прискорення.
Ми знаємо, що сила електричного поля визначається як V = E * d, де d - відстань, яку частинка пройшла в електричному полі. Звідси:
E = V / d.
За час, коли частинка рухається в електричному полі, її швидкість змінюється від u1 до u2. Тобто, ми можемо використовувати середню швидкість для обчислення відстані:
u_avg = (u1 + u2) / 2.
Тепер, ми можемо знайти відстань d:
d = u_avg * t,
де t - час, який частинка перебувала в електричному полі. Цей час можна знайти, використовуючи відому відстань та середню швидкість:
d = u_avg * t,
t = d / u_avg.
Зараз ми можемо знайти напруженість електричного поля E:
E = V / d,
E = V / (u_avg * t).
Тепер, коли ми знаємо напруженість електричного поля, можемо знайти силу, що діє на частинку:
F = q * E,
F = q * (V / (u_avg * t)).
Таким чином, ми знаємо силу і прискорення, тому можемо знайти заряд частинки:
F = m * a,
q * (V / (u_avg * t)) = m * a,
q = (m * a * u_avg * t) / V.
Підставляючи відомі значення, ми можемо обчислити заряд:
m = 8 * 10^(-27) кг,
u1 = 4000 км/с = 4 * 10^6 м/с,
u2 = 8000 км/с = 8 * 10^6 м/с,
V = 1000 В,
u_avg = (u1 + u2) / 2 = (4 * 10^6 м/с + 8 * 10^6 м/с) / 2 = 6 * 10^6 м/с.
Також, ми знаємо, що відстань d можна обчислити, знаючи час:
t = d / u_avg.
Тепер можемо підставити ці значення для обчислення заряду:
q = (m * a * u_avg * t) / V,
q = (8 * 10^(-27) кг * ((u2^2 - u1^2) / (2 * d)) * u_avg * t) / V.
Для обчислення заряду, потрібно знати відстань d, на яку частинка пройшла в електричному полі. Без цієї відомої величини, ми не можемо точно обчислити заряд. Таким чином, вам потрібно надати відстань, на яку частинка рухалася в електричному полі, щоб отримати точний результат для заряду.