Найдите, пожалуйста, модуль изменения потенциала, через который проходит протон перед остановкой, когда он движется

Morskoy_Plyazh

8

Для решения данной задачи мы воспользуемся формулой изменения потенциала в электрическом поле.

Изначально, модуль изменения потенциала определяется как разность потенциалов между начальной и конечной точками следующим образом:

\[\Delta V = V_2 - V_1\]

где \(V_2\) - потенциал конечной точки, \(V_1\) - потенциал начальной точки.

В нашем случае, протон движется в тормозящем однородном электрическом поле, где линии напряжённости направлены в противоположную сторону движения частицы. Это означает, что электрическое поле работает против движения протона, и его потенциал будет уменьшаться.

Для определения модуля изменения потенциала, нам необходимо узнать потенциалы начальной и конечной точек.

В начальный момент времени протон имеет скорость 4 Mm/c (мегаметров в секунду), поэтому он обладает кинетической энергией, которая может быть использована для подсчета начального потенциала.

Используем формулу для кинетической энергии:
\[E_k = \frac{1}{2} m v^2\]

где \(m\) - масса протона, \(v\) - скорость протона.

Подставляем известные значения:
\[E_k = \frac{1}{2} \cdot 1,67 \cdot 10^{-27} \cdot (4 \cdot 10^6)^2\]

Вычисляем значение кинетической энергии \(E_k\) и получаем:

\[E_k = 3,36 \cdot 10^{-11}\) Дж\]

Для того чтобы найти потенциал, воспользуемся формулой:

\[E_k = q \cdot \Delta V\]

где \(q\) - заряд протона, \(\Delta V\) - изменение потенциала.

Подставляем значения и находим:

\[3,36 \cdot 10^{-11} = 1,6 \cdot 10^{-19} \cdot \Delta V\]

Делим обе части уравнения на \(1,6 \cdot 10^{-19}\) и получаем:

\[\Delta V = \frac{3,36 \cdot 10^{-11}}{1,6 \cdot 10^{-19}}\]

Выполняя арифметические операции, получаем:

\[\Delta V \approx 2,1 \cdot 10^8\) В\]

Таким образом, модуль изменения потенциала, через который проходит протон перед остановкой, составляет около \(2,1 \cdot 10^8\) В.