В ламповом идиотия электрон подлетает в Канаду со скоростью 8000 км/с. Какое напряжение между электродами необходимо найти, если считать, что начальная скорость электрона равна нулю?

Физика Колледж Электрическое поле и работа электрического поля напряжение между электродами скорость электрона физика 12 класс ламповая идиотия заряд электрона кинетическая энергия электрическое поле Новый

Чтобы найти напряжение между электродами, необходимое для того, чтобы ускорить электрон до скорости 8000 км/с, мы можем использовать закон сохранения энергии. В данном случае кинетическая энергия электрона будет равна работе, совершенной электрическим полем при его ускорении.

Шаги решения следующие:

1. Определим кинетическую энергию электрона. Кинетическая энергия (K.E.) вычисляется по формуле:

   K.E. = (m * v^2) / 2

   где:
   • m - масса электрона (примерно 9.11 * 10^-31 кг),
   • v - скорость электрона (8000 км/с, что равно 8000000 м/с).
2. Подставим значения в формулу.

   Сначала найдем v^2:

   v^2 = (8000000 м/с)^2 = 6.4 * 10^13 м²/с².

   Теперь подставим в формулу для кинетической энергии:

   K.E. = (9.11 * 10^-31 кг * 6.4 * 10^13 м²/с²) / 2.

   После вычислений получаем:

   K.E. ≈ 2.91 * 10^-17 Дж.

3. Связь между работой и напряжением. Работа (A), совершенная электрическим полем, равна:

   A = q * U

   где:
   • q - заряд электрона (приблизительно 1.6 * 10^-19 Кл),
   • U - напряжение между электродами.

   Так как работа равна кинетической энергии, мы можем записать:

   q * U = K.E.

4. Выразим напряжение.

   U = K.E. / q.

   Теперь подставим известные значения:

   U = (2.91 * 10^-17 Дж) / (1.6 * 10^-19 Кл).

   После вычислений получаем:

   U ≈ 182.19 В.

Таким образом, напряжение между электродами, необходимое для ускорения электрона до скорости 8000 км/с, составляет примерно 182.19 В.