Question

Elektron porusza się w kierunku linii sił jednorodnego pola elektrycznego, którego natężenie wynosi E=120V/m. Jaką odległość przeleci elektron aż do całkowitej utraty prędkości, jeżeli jego prędkość początkowa wynosi v0=1000km/s? W jakim czasie przebędzie on tę odległość?

Answer 1

Siła Coulomba hamująca ruch elektronu:         F = q·E = e·E

 

Opóźnienie ruchu z II zasady dynamiki:     a = F/m = e·E/m

 

Z kinematyki ruchu jednostajnie opóźnionego:

v = vo - a·t = 0          ----->        t = vo/a = m·vo/(e·E)

 

s = vo·t - a·t²/2 = vo·vo/a - a·(vo/a)²/2 = vo²/(2·a) = m·vo²/(2·e·E)

 

t = 9.11·10⁻³¹·1 000 000 / (1.6·10⁻¹⁹·120) = 4.7·10⁻⁸ s

s =  9.11·10⁻³¹·1 000 000² / (2·1.6·10⁻¹⁹·120) = 0.0237 m = 23.7 mm