Question

Протон, попадая в однородное электрическое поле напряженностью 100 В/м, движется в вакууме противоположно линиям напряженности. Определить время, через которое скорость протона станет равной нулю, если его начальная скорость 1,8×10 5 м/с? Ответ выразить в микросекундах. Результат округлить до целых. Единицу измерения не указывать.

Answer 1

M*v=F*t=e*E*t
t=m*v/(e*E)=1,67*10^(-27)*1,8*10^5/(1,6*10^(-19)*100) сек = 1,87875E-05 сек =
18,7875 мксек ~ 19 мксек

Answer 2

Для определения времени, через которое скорость протона станет равной нулю в однородном электрическом поле, можно использовать следующий закон движения частицы в электрическом поле:

$v = u + at$

где:

• $v$ - конечная скорость (нулевая в данном случае),
• $u$ - начальная скорость (1,8 × 10^5 м/с),
• $a$ - ускорение протона в электрическом поле,
• $t$ - время, которое нам нужно найти.

Ускорение протона в электрическом поле можно выразить следующим образом:

$a = \frac{F}{m}$

где:

• $F$ - сила, действующая на протон в электрическом поле,
• $m$ - масса протона.

Сила, действующая на протон в электрическом поле, равна:

$F = qE$

где:

• $q$ - заряд протона,
• $E$ - напряженность электрического поля (100 В/м).

Масса протона $m$ составляет примерно $1.67 \times 10^{-27}$ кг, а его заряд $q$ составляет примерно $1.6 \times 10^{-19}$ Кл.

Теперь мы можем выразить ускорение $a$:

$a = \frac{qE}{m} = \frac{(1.6 \times 10^{-19}\, Кл) \cdot (100\, В/м)}{1.67 \times 10^{-27}\, кг}$

Рассчитаем $a$:

$a = \frac{1.6 \times 10^{-17}\, Кл \cdot 100\, В/м}{1.67 \times 10^{-27}\, кг} \approx 9.58 \times 10^{10}\, м/с^2$

Теперь мы можем использовать уравнение движения, чтобы найти время $t$, при котором скорость станет равной нулю:

$0 = 1.8 \times 10^5\, м/с + (9.58 \times 10^{10}\, м/с^2) \cdot t$

Теперь решим это уравнение для $t$:

$t = \frac{-1.8 \times 10^5\, м/с}{9.58 \times 10^{10}\, м/с^2} \approx -1.88 \times 10^{-6}\, с$

Ответ: время, через которое скорость протона станет равной нулю, составляет приблизительно 1.88 микросекунд. Округлим это значение до целых, и получим ответ: 2 микросекунды.