Каков модуль напряженности электрического поля, в которое влетает астица массой 4×10^-17 кг и зарядом 1,8×10^-13

Павел

48

Для решения данной задачи нам потребуется закон сохранения энергии и базовые формулы, связанные с электрическим полем.

Шаг 1: Найдем кинетическую энергию астицы. Для этого воспользуемся формулой:
\[E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} m v^2\]
где \(m\) - масса астицы, \(v\) - скорость астицы.

Подставляем значения:
\[E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} \cdot 4 \times 10^{-17} \, \text{кг} \cdot (600 \, \text{м/с})^2\]

Вычисляя эту формулу, получаем кинетическую энергию астицы.

Шаг 2: Найдем потенциальню энергию астицы в электрическом поле. Для этого воспользуемся формулой:
\[E_{\text{пот}} = q \cdot U\]
где \(q\) - заряд астицы, \(U\) - разность потенциалов.

Подставляем значения:
\[E_{\text{пот}} = 1.8 \times 10^{-13} \, \text{Кл} \cdot U\]

Шаг 3: Зная, что энергия в закрытом системе сохраняется, равная сумме кинетической и потенциальной энергии, можем записать уравнение:
\[E_{\text{кин}} = E_{\text{пот}}\]
\[\frac{1}{2} m v^2 = q \cdot U\]

Шаг 4: Найдем модуль напряженности электрического поля. Для этого воспользуемся следующей формулой:
\[E = \frac{U}{d}\]
где \(E\) - модуль напряженности электрического поля, \(U\) - разность потенциалов, \(d\) - расстояние.

Для данной задачи расстояние равно 0,2 метра, а разность потенциалов мы ищем. Подставляем данную информацию в формулу и решаем уравнение относительно \(U\).

_Примечание: Решение уравнения является более сложной математической задачей, поэтому здесь приведем только пошаговое решение в общем виде._

Завершив решение уравнения, получаем значение разности потенциалов \(U\). Подставляем данное значение в предыдущую формулу и находим модуль напряженности электрического поля \(E\).

Вот весь процесс решения задачи. Он может показаться сложным на первый взгляд, но приближенно выглядит следующим образом:

1. Вычислим кинетическую энергию астицы:
\[E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} \cdot 4 \times 10^{-17} \, \text{кг} \cdot (600 \, \text{м/с})^2\]

2. Найдем потенциальную энергию астицы в электрическом поле:
\[E_{\text{пот}} = 1.8 \times 10^{-13} \, \text{Кл} \cdot U\]

3. Запишем уравнение, учитывая закон сохранения энергии:
\[\frac{1}{2} m v^2 = q \cdot U\]

4. Решим уравнение относительно \(U\).

5. Подставим найденное значение \(U\) в формулу для модуля напряженности электрического поля:
\[E = \frac{U}{d}\]

Таким образом, мы найдем модуль напряженности электрического поля, в которое влетает астица. Убедитесь, что выполнены все необходимые вычисления и полученные значения корректны.