Как можно вычислить общий импульс электронов в прямом проводе длиной 500 метров, по которому проходит ток 20 ампер?

Физика 11 класс Импульс и закон сохранения импульса вычисление импульса общий импульс электронов ток в проводе физика 11 класс длина провода 500 метров 20 ампер ток Новый

Чтобы вычислить общий импульс электронов в проводе, нам нужно знать несколько вещей: количество электронов, проходящих через провод за определённый промежуток времени, и их скорость. Давайте рассмотрим шаги, которые помогут нам это сделать.

Шаг 1: Определение общего количества заряженных частиц

Для начала нам нужно узнать, сколько электронов проходит через поперечное сечение провода за одну секунду. Это можно сделать, используя закон Ома и формулу тока:

• Ток (I) равен количеству заряда (Q), проходящего через провод, делённому на время (t): I = Q / t.
• Заряд одного электрона равен примерно 1.6 x 10^-19 Кл.

Шаг 2: Вычисление общего заряда, проходящего через провод

Если ток равен 20 ампер, то за одну секунду через провод проходит:

• Q = I * t = 20 А * 1 с = 20 Кл.

Шаг 3: Определение количества электронов

Теперь мы можем найти количество электронов, проходящих через провод за одну секунду:

• Количество электронов (n) = Q / заряд одного электрона = 20 Кл / (1.6 x 10^-19 Кл) ≈ 1.25 x 10^20 электронов.

Шаг 4: Определение скорости электронов

Скорость электронов в проводе можно оценить, используя формулу:

• v = I / (n * e), где n - концентрация электронов в проводнике, e - заряд электрона.

Для меди, например, концентрация электронов примерно 8.5 x 10^28 м^-3. Подставив значения, можно вычислить скорость:

• v = 20 А / (8.5 x 10^28 м^-3 * 1.6 x 10^-19 Кл) ≈ 1.5 x 10^-4 м/с.

Шаг 5: Вычисление импульса

Импульс (p) можно вычислить по формуле:

• p = n * m * v, где m - масса одного электрона (примерно 9.11 x 10^-31 кг).

Таким образом, общий импульс электронов в проводе:

• p = (1.25 x 10^20) * (9.11 x 10^-31 кг) * (1.5 x 10^-4 м/с).

Теперь подставив значения, мы можем получить общий импульс.

Шаг 6: Подсчёт итогового значения

После выполнения всех расчетов, вы получите значение общего импульса электронов в проводе длиной 500 метров с током 20 ампер.