Частица массой 4*10-19 кг увеличивает скорость от 107 м/c до 3*107 м/c, проходя разность

Ответы на вопрос

Отвечает Рубцова Александра.

Для решения задачи можно использовать закон сохранения энергии, а именно связь между кинетической энергией и работой электрического поля.

Кинетическая энергия частицы $E_k$ выражается через её массу и скорость как:

E_k = \frac{1}{2} m v^2

Сначала вычислим начальную и конечную кинетическую энергию частицы:

E_{k1} = \frac{1}{2} \cdot 4 \times 10^{-19} \cdot (10^7)^2 = 2 \times 10^{-5} \, \text{Дж}

E_{k2} = \frac{1}{2} \cdot 4 \times 10^{-19} \cdot (3 \times 10^7)^2 = 1.8 \times 10^{-4} \, \text{Дж}

Теперь вычислим изменение кинетической энергии:

\Delta E_k = E_{k2} - E_{k1} = 1.8 \times 10^{-4} - 2 \times 10^{-5} = 1.6 \times 10^{-4} \, \text{Дж}

Работа, совершённая электрическим полем при движении заряженной частицы через разность потенциалов $U$ , выражается как:

A = qU

где $q$ — заряд частицы, $U$ — разность потенциалов.

Так как вся работа электрического поля преобразуется в изменение кинетической энергии частицы, то:

A = \Delta E_k

Подставим выражение для работы:

qU = \Delta E_k

Решим относительно заряда $q$ :

q = \frac{\Delta E_k}{U}

Подставим известные значения:

q = \frac{1.6 \times 10^{-4}}{20 \times 10^3} = \frac{1.6 \times 10^{-4}}{2 \times 10^4} = 8 \times 10^{-9} \, \text{Кл}

Заряд частицы равен $8 \times 10^{-9}$ Кл, или 8 нКл.

Частица массой 410-19 кг увеличивает скорость от 107 м/c до 3107 м/c, проходя разность потенциалов 20 кВ. Чему равен заряд частицы?