Какова должна быть разность потенциалов, чтобы ускорить электрон до скорости 10^3 м/с?

Физика 11 класс Электрическое поле и работа электрических сил разность потенциалов ускорение электрона скорость 10^3 м/с физика 11 класс электрическое поле Новый

Чтобы определить, какая разность потенциалов необходима для ускорения электрона до скорости 10^3 м/с, нам необходимо использовать закон сохранения энергии. В данном случае, мы будем рассматривать преобразование электрической энергии в кинетическую.

Кинетическая энергия электрона (Ek) может быть выражена через его массу (m) и скорость (v) следующим образом:

Ek = (1/2) * m * v^2

Электрон имеет массу, равную примерно 9.11 * 10^(-31) кг. Подставим значения:

• m = 9.11 * 10^(-31) кг
• v = 10^3 м/с

Теперь вычислим кинетическую энергию:

1. Сначала найдем v^2:
2. v^2 = (10^3 м/с)^2 = 10^6 м²/с²
3. Теперь подставим это значение в формулу для кинетической энергии:
4. Ek = (1/2) * (9.11 * 10^(-31) кг) * (10^6 м²/с²)
5. Ek = (4.555 * 10^(-25)) Дж

Теперь, чтобы найти разность потенциалов (U), которая необходима для достижения этой энергии, мы можем использовать формулу:

Ek = e * U

где e — это заряд электрона, который равен примерно 1.6 * 10^(-19) Кл. Теперь мы можем выразить U:

U = Ek / e

Подставим наши значения:

1. U = (4.555 * 10^(-25) Дж) / (1.6 * 10^(-19) Кл)
2. U ≈ 2.847 * 10^(-6) В

Таким образом, разность потенциалов, необходимая для ускорения электрона до скорости 10^3 м/с, составляет примерно 2.85 мкВ.