Протон летит вдоль силовой линии к равномерно заряженному шару. Какой кинетической энергией будет обладать протон у поверхности шара, если на расстоянии d=2 см от поверхности шара его скорость равна v=6·106 м/с ? Радиус шара R=8 см, заряд шара положительный q=4 мкКл. Полученный результат умножьте на 1014 и округлите до сотых.

2 Июн 2022 в 19:40
175 +2
0
Ответы
1

Для начала найдем разность потенциалов между бесконечностью и поверхностью шара:

U = k * q / R

где k - постоянная Кулона 8.9875<em>109Н</em>м2/Кл28.9875 <em> 10^9 Н</em>м^2/Кл^28.9875<em>109Н</em>м2/Кл2, q - заряд шара, R - радиус шара.

U = 8.9875 10^9 4 * 10^-6 / 0.08 = 449375 В

Затем найдем скорость протона у поверхности шара по закону сохранения энергии:

mv^2/2 + qU = mv'^2/2

где m - масса протона, v - скорость протона на расстоянии d, q - заряд шара, U - потенциальная энергия, v' - скорость протона у поверхности шара.

m 6</em>1066 </em> 10^66</em>106^2 / 2 + 1.6 10^-19 449375 = m * v'^2 / 2

36 10^12 / 2 + 719000 10^-19 = m * v'^2 / 2

18 10^12 + 719000 10^-19 = m * v'^2 / 2

18 10^12 + 719 10^-13 = m * v'^2 / 2

18 10^12 + 7.19 10^−11-1111 = m * v'^2 / 2

18 10^12 + 7.19 10^−11-1111 = m * v'^2 / 2

18 10^12 + 7.19 10^−11-1111 = m * v'^2 / 2

v'^2 = 2 18</em>1012+7.19∗10(−11)18 </em> 10^12 + 7.19 * 10^(-11)18</em>1012+7.1910(11) / m

Теперь найдем кинетическую энергию протона у поверхности шара:

K = m * v'^2 / 2

K = 1.67 10^-27 (2<em>(18</em>1012+7.19<em>10−11))/1.67</em>10−27(2 <em> (18 </em> 10^12 + 7.19 <em> 10^-11)) / 1.67 </em> 10^-27(2<em>(18</em>1012+7.19<em>1011))/1.67</em>1027 / 2

K = 2<em>(18</em>1012+7.19∗10−11)2 <em> (18 </em> 10^12 + 7.19 * 10^-11)2<em>(18</em>1012+7.191011) / 2

K = 18 10^12 + 7.19 10^-11 = 18000000000000 + 0.0000000000719 = 18000000000000.0000000000719

Умножим полученный результат на 10^14:

18000000000000.0000000000719 10^14 = 1.800000000000000000000719 10^20

Ответ: 1,80 * 10^20 Дж.

16 Апр 2024 в 18:23
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир