На сколько изменится кинетическая энергия пылинки при перемещении на расстояние 1 см между двумя одинаковыми

Лунный_Хомяк

22

Для решения данной задачи, нам понадобятся формулы, связанные с кинетической энергией и электрическим полем.
Подробно разберем каждый шаг решения задачи.

Дано:
Масса пылинки (m) = 10 мг = \(10^{-5}\) кг
Заряд пылинки (q) = \(10^{-8}\) Кл
Расстояние между пластинами (d) = 1 см = 0,01 м
Разность потенциалов между пластинами (V) = 200 В

Шаг 1: Найдем значение работы электрического поля.

Работа электрического поля (Э) выражается через разность потенциалов и заряд:
\[ Э = qV \]

Подставляем значения:
\[ Э = (10^{-8} Кл) \cdot (200 В) = 2 \cdot 10^{-6} Дж \]

Шаг 2: Найдем изменение потенциальной энергии пылинки.

Изменение потенциальной энергии (ΔП) в электрическом поле выражается через элементарную работу (dW) и равно умножению элементарной работы на заряд пылинки:
\[ \DeltaП = q \cdot dW \]

Так как перемещение пылинки между пластинами горизонтальное, элементарная работа (dW) равна нулю, так как фактическое перемещение не происходит по направлению силы, работа силы, с которой происходит перемещение. То есть, pок dW = 0.

Значит, изменение потенциальной энергии пылинки будет равно нулю: ΔП = 0.

Шаг 3: Найдем изменение кинетической энергии пылинки.

Изменение кинетической энергии пылинки (ΔК) найдем, используя принцип сохранения энергии:
\[ \DeltaК = - \DeltaП + Э \]

Подставляем значения:
\[ \DeltaК = - 0 + 2 \cdot 10^{-6} Дж = 2 \cdot 10^{-6} Дж \]

Шаг 4: Переведем значение изменения кинетической энергии в микроджоули.

1 Дж = \(10^6\) мкДж

\[ \DeltaК = 2 \cdot 10^{-6} Дж \cdot 10^6 = 2 \ мкДж \]

Итак, изменение кинетической энергии пылинки при перемещении на расстояние 1 см между пластинами равно 2 микроджоулям.

Ответ: 2 мкДж.