В
Все
М
Математика
О
ОБЖ
У
Українська мова
Д
Другие предметы
Х
Химия
М
Музыка
Н
Немецкий язык
Б
Беларуская мова
Э
Экономика
Ф
Физика
Б
Биология
О
Окружающий мир
Р
Русский язык
У
Українська література
Ф
Французский язык
П
Психология
А
Алгебра
О
Обществознание
М
МХК
В
Видео-ответы
Г
География
П
Право
Г
Геометрия
А
Английский язык
И
Информатика
Қ
Қазақ тiлi
Л
Литература
И
История
murkacomkate
murkacomkate
22.03.2021 16:10 •  Физика

Заряженная частица массой m, движущаяся со скоростью , влетает в поле плоского конденсатора. Расстояние между пластинами конденсатора равно d, а напряженность электрического поля между пластинами равна E. Пролетев конденсатор, частица отклоняется от первоначального направления на угол α.​

Показать ответ
Ответ:
kurakin99
kurakin99
23.01.2024 19:09
Добрый день! Рад буду помочь разобраться с этим вопросом.

Итак, у нас есть заряженная частица массой m, движущаяся со скоростью v и влетающая в поле плоского конденсатора. Расстояние между пластинами конденсатора равно d, а напряженность электрического поля между пластинами равна E. После прохождения через конденсатор, частица отклоняется от первоначального направления на угол α. Мы хотим найти значение угла α.

Для решения этой задачи нам понадобятся следующие физические законы:

1. Закон сохранения энергии: кинетическая энергия частицы равна энергии поля.

2. Закон сохранения импульса: горизонтальная составляющая импульса частицы сохраняется.

Теперь посмотрим на каждый из этих законов подробнее.

Закон сохранения энергии гласит, что кинетическая энергия частицы (Ек) должна быть равна изменению потенциальной энергии частицы (Еп) в электрическом поле. В данном случае потенциальная энергия равна работе, которую совершает поле конденсатора над частицей при ее перемещении:

Еп = q * U,

где q - заряд частицы, U - напряжение между пластинами конденсатора.

Так как кинетическая энергия равна половине произведения массы частицы на квадрат ее скорости, то закон сохранения энергии можно записать следующим образом:

(1/2) * m * v^2 = q * U.

Теперь перейдем ко второму закону - закону сохранения импульса. Горизонтальная составляющая импульса частицы должна быть сохранена, так как на частицу не действует горизонтальная сила. Горизонтальная составляющая импульса выражается как произведение массы частицы на ее горизонтальную скорость:

p_x = m * v_x,

где p_x - горизонтальная составляющая импульса, v_x - горизонтальная скорость.

Теперь можно приступить к решению задачи:

1. Зная закон сохранения энергии, мы можем выразить заряд частицы (q) через массу (m), скорость (v) и напряжение (U):

q = (2 * m * v^2) / U.

2. Так как напряженность электрического поля (E) равна разности напряжений между пластинами (U) и расстоянию между пластинами (d), то:

E = U / d.

Отсюда можно найти напряжение U:

U = E * d.

3. Подставим найденное значение напряжения в выражение для заряда частицы и найдем q:

q = (2 * m * v^2) / (E * d).

4. Зная заряд частицы (q), можно выразить горизонтальную составляющую импульса (p_x) через q и горизонтальную скорость (v_x):

p_x = q * v_x.

5. Теперь смотрим на треугольник, образованный горизонтальной составляющей импульса (p_x) и вертикальной составляющей импульса (p_y), которая равна нулю для данной задачи. Угол α между горизонтальной осью и импульсом частицы можно найти с помощью тангенса:

tan(α) = p_y / p_x,

где p_y = 0.

Информация о том, что частица отклоняется на угол α после прохождения через конденсатор, говорит нам о вертикальной составляющей импульса, но в данной задаче горизонтальная составляющая импульса сохраняется, то есть остается прежней.

Таким образом, горизонтальная скорость (v_x) не меняется и совпадает со скоростью частицы (v).

Подставляем в формулу для тангенса:

tan(α) = 0 / (q * v),

что эквивалентно:

tan(α) = 0.

Так как для любого ненулевого числа отношение 0 / (q * v) будет равно 0, то угол α равен нулю:

α = 0.

Ответ: угол α равен нулю. Это означает, что частица после прохождения через конденсатор сохраняет свою первоначальную горизонтальную траекторию и не отклоняется от нее.
0,0(0 оценок)
Популярные вопросы: Физика
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota Оформи подписку
logo
Начни делиться знаниями
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси ai-бота