На заряженную частицу в электростатическом поле действует кулоновская сила, которую можно найти, зная напряженность поля в данной точке: . эта сила сообщает ускорениегде m — масса заряженной частицы. как видно, направление ускорения будет совпадать с направлением , если заряд частицы положителен (q > 0), и будет противоположно , если заряд отрицателен (q< 0). если электростатическое поле однородное ( = const), то ускорение a= const и частица будет совершать равноускоренное движение (при отсутствии других сил). вид траектории частицы зависит от начальных условий. если вначале заряженная частица покоилась или ее начальная скорость сонаправлена с ускорением , то частица будет совершать равноускоренное прямолинейное движение вдоль поля и ее скорость будет расти. если , то частица будет тормозиться в этом поле. если угол между начальной скоростью и ускорением острый 0 < α < 90° (или тупой), то заряженная частица будет двигаться по параболе. во всех случаях при движении заряженной частицы будет изменяться модуль скорости, а следовательно, и кинетическая энергия частицы. 1. заряженная частица влетает в магнитное поле со скоростью , направленной вдоль поля или противоположно направлению магнитной индукции поля . в этих случаях сила лоренца и частица будет продолжать двигаться равномерно прямолинейно. 2. заряженная частица движется перпендикулярно линиям магнитной индукции тогда сила лоренца , следовательно, и сообщаемое ускорение будут постоянны по модулю и перпендикулярны к скорости частицы. в результате частица будет двигаться по окружности , радиус которой можно найти на основании второго закона ньютона:отношение — называют удельным зарядом частицы.период вращения частицыто есть период вращения не зависит от скорости частицы и радиуса траектории. 3. скорость заряженной частицы направлена под углом к вектору.движение частицы можно представить в виде суперпозиции равномерного прямолинейного движения вдоль поля со скоростью и движения по окружности с постоянной по модулю скоростью в плоскости, перпендикулярной полю. радиус окружности определяется аналогично предыдущему случаю, только надо заменить на , то естьв результате сложения этих движений возникает движение по винтовой линии, ось которой параллельна магнитному полю. шаг винтовой линиинаправление, в котором закручивается спираль, зависит от знака заряда частицы. если скорость заряженной частицы составляет угол α с направлением вектора неоднородного магнитного поля, индукция которого возрастает в направлении движения частицы, тο r и h уменьшаются с ростом b. на этом основана фокусировка заряженных частиц в магнитном поле. если на движущуюся заряженную частицу помимо магнитного поля с индукцией действует одновременно и электростатическое поле с напряженностью , то равнодействующая сила, приложенная к частице, равна векторной сумме электрической силы и силы лоренца: . характер движения и вид траектории зависят в данном случае от соотношения этих сил и от направления электростатического и магнитного полей.
Ля реальных тепловых двигателей коэффициент полезного действия равен из-за разного рода энергетических потерь приблизительно равен 40%, Максимальный КПД - около 44%-имеет двигатели внутреннего сгорания. Можно ли повысить коэффициент полезного действия? Из-за того, что часть теплоты при работе тепловых двигателей неизбежно передается холодильнику, КПД не может равняться единице. Чему же может быть равен максимально возможный КПД теплового двигателя с температурой нагревателя Т1 и температурой холодильника Т2? ответ на этот вопрос дал французский инженер и ученый Сади Карно. ( презентация о С. Карно). Им была предложена тепловая машина, в которой осуществляется замкнутый цикл, состоящий из двух изотерм и двух адиабат, проводимый с идеальным газом. Сначала газ расширяется изотермически при температуре Т1, получая при этом от нагревателя количество теплоты Q1. Затем он расширяется адиабатно и не обменивается теплотой с окружающими телами. Далее следует изотермическое сжатие газа при температуре Т2. Газ отдает при этом процессе холодильнику количество теплоты Q2. Далее газ сжимается адиабатно и возвращается в исходное состояние. Работа, совершаемая газом, численно равна площади фигуры, ограниченной кривой цикла. Коэффициент полезного действия идеальной тепловой машины:
