Яка відстань подолав електрон, якщо при русі зі стану спокою його рухався через різницю потенціалів 80 вольт, а заряд

Филипп

58

Для решения этой задачи, нам понадобятся следующие формулы:

1) Закон Кулона: сила (F) между двумя точечными зарядами (q1 и q2), расстояние (r) между ними и постоянная Кулона (k) связаны следующим образом:
\[F = \frac{{k \cdot q1 \cdot q2}}{{r^2}}\]

2) Работа (W) силы (F), приложенной к телу, связана с перемещением (d) по направлению силы следующим образом:
\[W = F \cdot d \cdot \cos(\theta)\]
где \(\theta\) - угол между векторами силы и перемещения.

3) Работа силы (W) также может быть определена как изменение потенциальной энергии (U) системы:
\[W = \Delta U\]
где \(\Delta U\) - изменение потенциальной энергии.

Изначально, электрон находится в состоянии покоя, поэтому его кинетическая энергия (KE) равна нулю. Таким образом, вся выполненная работа силы будет изменением его потенциальной энергии (PE).
Из формулы для работы силы получаем:
\[W = F \cdot d \cdot \cos(\theta) = \Delta PE\]

Сила (F), которая действует на электрон в поле, равна 8,0 * 10^(-18) Н.
Потенциальная энергия (PE) определяется как работа, совершенная для перемещения электрона через разность потенциалов (V), и может быть выражена следующим образом:
\[PE = q \cdot V\]
где q - заряд электрона, V - разность потенциалов.

Подставляя данные в формулы, получаем:
\[8.0 \cdot 10^{-18} \cdot d \cdot \cos(\theta) = 1.6 \cdot 10^{-19} \cdot 80\]
\[d \cdot \cos(\theta) = 10\]

Теперь, нам нужно определить угол (\(\theta\)), чтобы вычислить перемещение (d) электрона.
Так как сила (F) и направление перемещения образуют угол (\(\theta\)) и мы не знаем его точное значение, то можем предположить, что сила направлена вдоль направления движения электрона. В этом случае, угол (\(\theta\)) будет равен 0 градусов и косинус (\(\cos(\theta)\)) будет равен 1.
Таким образом, уравнение превращается в:
\[d = 10\]

Ответ: Электрон пройдет расстояние 10 метров при движении через разность потенциалов 80 вольт, с силой 8,0 * 10^(-18) Н, действующей на него со стороны поля.