Question

Протон влетает в однородное электрическое поле со скоростью 200км/с и останавливается. Определить тормозное напряжение поля.

Answer 1

v=2*10^5 м/с    q=1.6*10^-19 Кл    m=1.67*10^-27 кг     U=?

===

По закону сохранения энергии кинетическая энергия равна работе электрического поля при торможении протона

m*v²/2=q*U

U=m*v²/(2*q)=1.67*10^-27*4*10^10/(2*1.6*10^-19)≈208.8 B

======================================

Answer 2

Для определения тормозного напряжения поля нужно знать заряд протона и значение электрического поля.

1. Заряд протона (e): Заряд элементарной частицы протона составляет e ≈ 1.602 × 10^-19 кулон.

2. Скорость протона (v): В данном случае, скорость протона равна 200 км/с. Переведем ее в метры в секунду (м/c): 200 км/с × 1000 м/км × (1/3600) с/ч ≈ 55.56 м/с.

3. Поскольку протон останавливается, его скорость после взаимодействия с электрическим полем становится равной нулю (v = 0 м/с).

Теперь, используя закон сохранения энергии, можно найти работу, которую совершило электрическое поле над протоном:

W = ΔKE + ΔPE,

где W - работа электрического поля, ΔKE - изменение кинетической энергии протона, ΔPE - изменение потенциальной энергии протона.

Поскольку начальная кинетическая энергия равна 1/2 * m * v^2 (где m - масса протона), а конечная - ноль, получаем:

W = -1/2 * m * v^2.

Также, изменение потенциальной энергии (ΔPE) протона в электрическом поле равно -q * ΔV (где q - заряд протона, ΔV - изменение потенциала).

Тормозное напряжение поля (U) равно абсолютному значению изменения потенциала:

U = |ΔV|.

Теперь подставим значения:

U = |-ΔPE / q| = |-(-1/2 * m * v^2) / q| ≈ |-(1/2 * (1.67 × 10^-27 кг) * (55.56 м/с)^2) / (1.602 × 10^-19 кулон)| ≈ 18392 В.

Таким образом, тормозное напряжение поля составляет примерно 18392 Вольт.