Question

Потенциал металлического шара 300 В. Какую минимальную скорость необходимо сообщить электрону, чтобы удалить его с поверхности шара на большое расстояние?

Answer 1

Дано Ф=300В  q=-e=-1,6*10^-19 Кл   V- ?

Wp+Eк=0  ( на бесконечности)
Ф*e=m*V^2/2

V=√2*e*Ф/m=√3,2*10^-19*300/9,1*10^-31=1,027*10^7 м/с

Answer 2

Чтобы определить минимальную скорость, необходимую для удаления электрона с поверхности металлического шара с потенциалом 300 В, мы можем использовать принцип сохранения энергии.

Когда электрон находится на поверхности металлического шара, его энергия состоит из кинетической энергии (связанной с его скоростью) и потенциальной энергии (связанной с электрическим потенциалом шара). Если электрон будет удален с поверхности шара, его потенциальная энергия будет превращена в его кинетическую энергию. Уравнение для этой ситуации можно записать следующим образом:

Энергия на поверхности шара = Кинетическая энергия электрона

QV = (1/2)mv^2

Где: Q - заряд электрона (приблизительно -1.6 x 10^-19 Кл) V - потенциал металлического шара (300 В) m - масса электрона (приблизительно 9.11 x 10^-31 кг) v - скорость электрона (искомая)

Теперь мы можем выразить скорость v:

v = sqrt((2QV) / m)

Подставляя известные значения и решая уравнение:

v = sqrt((2 * 1.6 x 10^-19 Кл * 300 В) / 9.11 x 10^-31 кг)

v = sqrt(9.6 x 10^-17 Дж / 9.11 x 10^-31 кг)

v = sqrt(1.055 x 10^14 м^2/с^2)

v ≈ 1.027 x 10^7 м/с

Таким образом, минимальная скорость, которую необходимо сообщить электрону, чтобы удалить его с поверхности шара на большое расстояние, составляет примерно 10^7 м/с.