Вопрос школьника
Какой должна быть напряжённость однородного электрического поля в вакууме, чтобы покоящийся электрон получил ускорение a = 2⋅1012 м/с2? Через какое время этот электрон достигнет скорости v = 5⋅106 м/с?
Ответ от учителя
Для того чтобы покоящийся электрон получил ускорение a = 2⋅1012 м/с2, необходимо, чтобы на него действовало электрическое поле с напряжённостью E, которая может быть найдена по формуле:
E = a / e
где e — заряд электрона, равный 1,6⋅10-19 Кл.
Подставляя значения, получаем:
E = 2⋅1012 м/с2 / 1,6⋅10-19 Кл ≈ 1,25⋅108 В/м
Теперь можно найти время, за которое электрон достигнет скорости v = 5⋅106 м/с. Для этого воспользуемся уравнением движения:
v = u + at
где u — начальная скорость, которая равна 0 в данном случае.
Выразим время t:
t = (v — u) / a = v / a
Подставляя значения, получаем:
t = 5⋅106 м/с / 2⋅1012 м/с2 ≈ 2,5⋅10-6 с
Таким образом, чтобы покоящийся электрон получил ускорение a = 2⋅1012 м/с2, на него должно действовать электрическое поле с напряжённостью E ≈ 1,25⋅108 В/м, а чтобы достичь скорости v = 5⋅106 м/с, ему потребуется время t ≈ 2,5⋅10-6 с.
