Электрон влетает в плоский вакуумный горизонтальный конденсатор параллельно пластинам со скоростью 0 . Длина пластин L = 4 см, расстояние между ними d = 2,5 см. (Решение → 38740)

Заказ №38691

Электрон влетает в плоский вакуумный горизонтальный конденсатор параллельно пластинам со скоростью 0 . Длина пластин L = 4 см, расстояние между ними d = 2,5 см. При вылете из конденсатора электрон имел скорость равную 8,2·106 м/с, направленную под углом = 15о по отношению к первоначальному направлению. Определить разность потенциалов между пластинами U, начальную скорость , а также полное, нормальное и тангенциальное ускорение электрона при вылете из конденсатора и его смещение по вертикали. Силой тяжести пренебречь. Дано: СИ

Решение:

112 d = 2,5 см м/с = 15о Кл m кг 31 9,1 10   м м В данной задаче рассматривается движущийся поступательно в электрическом поле конденсатора электрон. Электрон будет двигаться по параболе (рис.), подобно горизонтально брошенному телу в поле силы тяжести. Траекторию электрона можно спроецировать на оси X и Y по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Ось X – горизонтально, ось Y – вертикально вниз. Движение электрона в конденсаторе будем рассматривать как результат двух простых движений: равномерного вдоль оси х, и равноускоренного под действием электрической силы вдоль оси у. 0  x  т.к. в горизонтальной плоскости силы не действуют, то это значение скорости не изменяется. a t  у  y - движение вдоль оси у равноускоренное, с начальной скоростью равной 0, полное ускорение электрона. - x = 0 y - an a a = h Скорость 𝜐 (при вылете электрона из конденсатора) находим по теореме Пифагора 2 2    x  y Угол вылета из конденсатора: x y tg     Тангенциальное (касательное) ускорение направлено по касательной к траектории и приводит к изменению скорости электрона. нормальное ускорение электрона Из второго закона Ньютона ускорение электрона m F a    Сила, действующая на электрон, направлена вдоль оси у