Какую разность потенциалов U должен пройти электрон, чтобы достичь скорости ν=8 Мм/с?

Физика 9 класс Электрическое поле разность потенциалов электрон скорость физика 9 класс энергия электрона Новый

Чтобы найти разность потенциалов U, которую должен пройти электрон, чтобы достичь заданной скорости ν, мы можем воспользоваться формулой, связывающей кинетическую энергию и работу, совершенную электрическим полем.

1. Сначала запишем формулу для кинетической энергии электрона:

Ek = (m * ν^2) / 2

где:

• Ek - кинетическая энергия (в джоулях),
• m - масса электрона (приблизительно 9.11 * 10^-31 кг),
• ν - скорость электрона (в метрах в секунду).

2. Преобразуем скорость из мегаметров в секунду в метры в секунду:

ν = 8 Мм/с = 8 * 10^6 м/с

3. Подставим значения в формулу для кинетической энергии:

Ek = (9.11 * 10^-31 кг * (8 * 10^6 м/с)^2) / 2

4. Вычислим значение:

• Сначала найдем (8 * 10^6 м/с)^2: (8 * 10^6)^2 = 64 * 10^{12} = 6.4 * 10^{13}
• Теперь подставим это значение в формулу для кинетической энергии:
Ek = (9.11 * 10^-31 * 6.4 * 10^{13}) / 2

5. Вычисляем:

• 9.11 * 6.4 = 58.384
• 58.384 * 10^-31 * 10^{13} = 58.384 * 10^{-18} = 5.8384 * 10^{-17} Дж
• Теперь делим на 2: Ek = 2.9192 * 10^{-17} Дж

6. Теперь, чтобы найти разность потенциалов U, используем связь между работой электрического поля и кинетической энергией:

W = U * q

где:

• W - работа (в джоулях),
• U - разность потенциалов (в вольтах),
• q - заряд электрона (приблизительно -1.6 * 10^-19 Кл).

7. Перепишем уравнение для разности потенциалов:

U = W / q

Подставим значение работы (кинетической энергии) и заряда электрона:

U = (2.9192 * 10^{-17} Дж) / (1.6 * 10^{-19} Кл)

8. Вычисляем:

• 2.9192 / 1.6 = 1.8245
• 10^{-17} / 10^{-19} = 10^{2}

Итак, U = 1.8245 * 10^{2} = 182.45 В

Таким образом, разность потенциалов U, которую должен пройти электрон, чтобы достичь скорости 8 Мм/с, составляет примерно 182.45 В.