Для розв'язання цієї задачі необхідно використовувати формулу електростатики:
F = qE
де F - сила електричного поля, яка діє на заряд q, E - напруга між пластинами конденсатора.
Знаємо, що електрон влітає в конденсатор паралельно до пластин зі швидкістю 10Мм/с. Оскільки електрон має негативний заряд, то буде рухатися в напрямку до позитивної пластини конденсатора. При цьому на електрон діятиме сила електричного поля, яка буде прискорювати його рух. Ця сила буде дорівнювати:
F = ma
де m - маса електрона, а - прискорення, з яким рухається електрон.
Прискорення можна знайти за формулою:
a = v/t
де v - швидкість електрона, t - час, за який він пролетить від однієї пластини до іншої.
Таким чином, можна записати:
F = mv/t
Підставивши сюди значення маси електрона (9,1 * 10^-31 кг), швидкості (10 Мм/с = 10^7 м/с) та відстані між пластинами (10 мм = 0,01 м), отримаємо:
F = 9,1 * 10^-31 * 10^7 / 0,01 = 9,1 * 10^-24 Н
Ця сила дорівнює силі притягання електрона до позитивної пластини конденсатора. Оскільки відстань між пластинами зменшилась на 2 мм = 0,002 м, то можна записати:
F = qE = kq^2 / d^2 = m * a
де k - коефіцієнт електростатичної пропорційності (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q - заряд електрона, d - відстань між пластинами після зміщення, m - маса електрона.
Підставивши сюди значення заряду електрона (1,6 * 10^-19 Кл), маси електрона та відстані між пластинами після зміщення, отримаємо:
E = kq / d^2 = m * a / q = (9 * 10^9) * (1,6 * 10^-19) / (0,01 + 0,002)^2 = 3,84 * 10^4 В/м
Отже, напруга між пластинами конденсатора повинна дорівнювати:
Как работает фонтан? В некоторое отверстие подается вода. Если давление подающейся воды больше давления атмосферы (то есть давление на входе дырки (трубы) больше, чем давление на выходе) вода выливается струей. Следовательно, что бы получить фонтан или надо увеличить давление на воду, которая подается в трубу, или уменьшить давление на выходе из трубы. Второе сделать сложнее, поэтому не будем рассматривать.
Просверлите отверстие (1-2 миллиметра) на крышке пластиковой бутылки, наберите в бутылку воды, закройте ее и сожмите бутылку. Пока не кончатся силы или вода у Вас будет фонтан. Вы создаете давление на воду, а атмосферное давление остается тем же.
Для розв'язання цієї задачі необхідно використовувати формулу електростатики:
F = qE
де F - сила електричного поля, яка діє на заряд q, E - напруга між пластинами конденсатора.
Знаємо, що електрон влітає в конденсатор паралельно до пластин зі швидкістю 10Мм/с. Оскільки електрон має негативний заряд, то буде рухатися в напрямку до позитивної пластини конденсатора. При цьому на електрон діятиме сила електричного поля, яка буде прискорювати його рух. Ця сила буде дорівнювати:
F = ma
де m - маса електрона, а - прискорення, з яким рухається електрон.
Прискорення можна знайти за формулою:
a = v/t
де v - швидкість електрона, t - час, за який він пролетить від однієї пластини до іншої.
Таким чином, можна записати:
F = mv/t
Підставивши сюди значення маси електрона (9,1 * 10^-31 кг), швидкості (10 Мм/с = 10^7 м/с) та відстані між пластинами (10 мм = 0,01 м), отримаємо:
F = 9,1 * 10^-31 * 10^7 / 0,01 = 9,1 * 10^-24 Н
Ця сила дорівнює силі притягання електрона до позитивної пластини конденсатора. Оскільки відстань між пластинами зменшилась на 2 мм = 0,002 м, то можна записати:
F = qE = kq^2 / d^2 = m * a
де k - коефіцієнт електростатичної пропорційності (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q - заряд електрона, d - відстань між пластинами після зміщення, m - маса електрона.
Підставивши сюди значення заряду електрона (1,6 * 10^-19 Кл), маси електрона та відстані між пластинами після зміщення, отримаємо:
E = kq / d^2 = m * a / q = (9 * 10^9) * (1,6 * 10^-19) / (0,01 + 0,002)^2 = 3,84 * 10^4 В/м
Отже, напруга між пластинами конденсатора повинна дорівнювати:
U = Ed = 3,84 * 10^4 * 0,005 = 192 В.
Как работает фонтан? В некоторое отверстие подается вода. Если давление подающейся воды больше давления атмосферы (то есть давление на входе дырки (трубы) больше, чем давление на выходе) вода выливается струей. Следовательно, что бы получить фонтан или надо увеличить давление на воду, которая подается в трубу, или уменьшить давление на выходе из трубы. Второе сделать сложнее, поэтому не будем рассматривать.
Просверлите отверстие (1-2 миллиметра) на крышке пластиковой бутылки, наберите в бутылку воды, закройте ее и сожмите бутылку. Пока не кончатся силы или вода у Вас будет фонтан. Вы создаете давление на воду, а атмосферное давление остается тем же.