Какова разница потенциалов в электрическом поле, если протон с массой 1,67*10^-27 кг и зарядом 1,6*10^-19 Кл, ускоренный этим полем, движется со скоростью 50000 м/с?

Физика 11 класс Электрическое поле и потенциал разница потенциалов электрическое поле протон масса заряд скорость физика 11 класс ускорение Энергия работа Новый

Чтобы найти разницу потенциалов в электрическом поле, нужно использовать формулу, связывающую работу, выполненную полем, с изменением кинетической энергии частицы. В данной задаче мы будем использовать следующее соотношение:

Работа, выполненная электрическим полем, равна изменению кинетической энергии:

W = ΔK = K_final - K_initial

Где:

• W - работа, выполненная полем;
• ΔK - изменение кинетической энергии;
• K_final - конечная кинетическая энергия;
• K_initial - начальная кинетическая энергия.

В данном случае, мы можем предположить, что начальная скорость протоны равна нулю (K_initial = 0), поэтому:

ΔK = K_final = (1/2) * m * v^2

Где:

• m - масса протона (1,67 * 10^-27 кг);
• v - скорость протона (50000 м/с).

Теперь подставим значения в формулу для расчета конечной кинетической энергии:

1. Сначала найдем (1/2) * m:

(1/2) * (1,67 * 10^-27) = 0,835 * 10^-27 кг.

2. Теперь умножим это значение на квадрат скорости:

v^2 = (50000)^2 = 2,5 * 10^9 м^2/с^2.

3. Теперь найдем K_final:

K_final = (0,835 * 10^-27) * (2,5 * 10^9) = 2,0875 * 10^-18 Дж.

Теперь, чтобы найти разницу потенциалов (U), мы можем использовать следующее соотношение:

W = q * U

Где:

• q - заряд протона (1,6 * 10^-19 Кл);
• U - разница потенциалов.

Подставим известные значения в формулу для работы:

U = W / q = (2,0875 * 10^-18) / (1,6 * 10^-19).

Теперь вычислим U:

U = 13,04 В.

Таким образом, разница потенциалов в электрическом поле составляет примерно 13,04 В.