Номер 3, страница 312 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Основы электродинамики. Глава 11. Электромагнитное поле. Напряжённость электростатического поля. Параграф 56. Движение заряженной частицы в однородном электростатическом поле. Вопросы - номер 3, страница 312.

Условие.

3. В каком случае однородное электростатическое поле:

а) ускоряет;

б) тормозит влетевшую в него положительно заряженную частицу?

Решение.

а) ускоряет;

На положительно заряженную частицу с зарядом $\text{q}$ в однородном электростатическом поле с напряженностью $\vec{E}$ действует постоянная сила $\vec{F} = q\vec{E}$. Поскольку заряд частицы положителен ($q > 0$), вектор силы $\vec{F}$ сонаправлен с вектором напряженности поля $\vec{E}$.

Согласно второму закону Ньютона, ускорение частицы $\vec{a} = \frac{\vec{F}}{m}$ также сонаправлено с вектором напряженности $\vec{E}$.

Поле будет ускорять частицу, то есть увеличивать модуль ее скорости, в том случае, если работа силы поля будет положительной. Это происходит, когда угол $\alpha$ между вектором силы $\vec{F}$ (и, следовательно, вектором $\vec{E}$) и вектором скорости частицы $\vec{v}$ является острым, то есть $0 \le \alpha < 90^\circ$. В этом случае проекция вектора силы на направление движения частицы положительна, что приводит к увеличению ее кинетической энергии и скорости.

Ответ: Однородное электростатическое поле ускоряет положительно заряженную частицу, если она влетает в него под острым углом к направлению линий напряженности поля (угол $\alpha$ между вектором скорости $\vec{v}$ и вектором напряженности $\vec{E}$ удовлетворяет условию $0 \le \alpha < 90^\circ$).

б) тормозит;

Как и в предыдущем пункте, сила $\vec{F}$, действующая на положительно заряженную частицу, сонаправлена с вектором напряженности поля $\vec{E}$.

Поле будет тормозить частицу, то есть уменьшать модуль ее скорости, в том случае, если работа силы поля будет отрицательной. Это происходит, когда угол $\alpha$ между вектором силы $\vec{F}$ (и, следовательно, вектором $\vec{E}$) и вектором скорости частицы $\vec{v}$ является тупым, то есть $90^\circ < \alpha \le 180^\circ$. В этом случае проекция вектора силы на направление движения частицы отрицательна, что приводит к уменьшению ее кинетической энергии и скорости.

Ответ: Однородное электростатическое поле тормозит положительно заряженную частицу, если она влетает в него под тупым углом к направлению линий напряженности поля (угол $\alpha$ между вектором скорости $\vec{v}$ и вектором напряженности $\vec{E}$ удовлетворяет условию $90^\circ < \alpha \le 180^\circ$).