Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)
.01 Электростатика
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#47590

Электрон влетает в однородное электрическое поле напряженностью E = 200  В/м со скоростью       7
v0 = 10  м/с по направлению силовых линий поля. Через какое время электрон окажется в той же точке, где он влетел в поле?

Показать ответ и решение

Запишем второй закон Ньютона для шарика:

F⃗эл = m ⃗a

где Fэл = qE  – электрическая сила, m  – масса электрона, a  – ускорение электрона, q  – заряд электрона.
Спроецируем на ось x  :

             qE
Fэл = ma ⇒ a=-m-

Электрон сначала будет лететь внутри электрического поля до тех пор, пока его скорость не уменьшится до нуля, а затем начнет двигаться назад, пока не вылетит оттуда.

PIC

Время движения до остановки в поле можно найти из уравнения кинематики:

⃗v = ⃗v0 +⃗at,

в проекции на ось x  :

               v    mv
v = v0− aτ ⇒ τ =-0a = qE0.

Время движения электрона внутри поля до остановки τ  равно времени движения электрона от остановки до выхода из области поля. Это связано с тем, что электрон будет двигать с тем же ускорением a  и пройдёт такое же расстояние S  до выхода из поля. Поэтому искомое время t  следует искать по формуле:

        2mv0   2⋅9,1⋅10− 31 кг⋅107 м/с
t0 =2τ = -qE--= -1,6⋅10−19 кг⋅200-В/м-≈ 0,57 мкс

Примечание
Также время выхода можно найти, зная расстояние S  . Для этого найдём место остановки электрона

          2   2
S =v0t− at-= v0.
         2   2a

На обратном пути пройденное расстояние описывается уравнением:

S = at2.
     2

Приравняв два последних уравнения можно выразить искомое время обратного движения

at2  v20      v0
 2 = 2a ⇒ t=  a .
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!