Номер 15, страница 55 - гдз по физике 11 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.
Тип: Самостоятельные и контрольные работы
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2020 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: фиолетовый
ISBN: 978-5-09-097-598-8
Популярные ГДЗ в 11 классе
Электростатика. Задачи для повторения - номер 15, страница 55.
№15 (с. 55)
Условие. №15 (с. 55)
скриншот условия

15. Электрон движется вдоль силовых линий электрического поля, напряжённость которого 100 В/м. Через какое время он остановится? Начальная скорость электрона была равна $1,6 \cdot 10^6$ м/с.
Решение. №15 (с. 55)
Дано:
Напряжённость электрического поля $E = 100 \text{ В/м}$
Начальная скорость электрона $v_0 = 1,6 \cdot 10^6 \text{ м/с}$
Конечная скорость электрона $v = 0 \text{ м/с}$ (поскольку он останавливается)
Элементарный заряд (модуль заряда электрона) $e = 1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}$
Масса электрона $m_e = 9,1 \cdot 10^{-31} \text{ кг}$
Найти:
Время движения электрона до остановки $t$.
Решение:
На электрон в электрическом поле действует сила Кулона $F$. По модулю эта сила равна произведению модуля заряда электрона $e$ на напряжённость поля $E$:
$F = eE$
Так как электрон заряжен отрицательно, эта сила направлена против вектора напряжённости электрического поля. По условию, электрон движется вдоль силовых линий и в итоге останавливается. Это означает, что его движение является равнозамедленным, а сила $F$ направлена против его начальной скорости $v_0$. Следовательно, начальная скорость электрона была направлена вдоль вектора напряжённости поля.
Согласно второму закону Ньютона, сила $F$ сообщает электрону ускорение $a$:
$F = m_e a$
Приравняем правые части двух выражений для силы и найдем модуль ускорения электрона:
$m_e a = eE$
$a = \frac{eE}{m_e}$
Движение электрона является равнозамедленным. Воспользуемся формулой для скорости при равноускоренном движении, учитывая, что ускорение направлено против начальной скорости:
$v = v_0 - at$
Так как конечная скорость электрона $v = 0$, получим:
$0 = v_0 - at$
Отсюда можем выразить время $t$:
$at = v_0$
$t = \frac{v_0}{a}$
Подставим в эту формулу ранее найденное выражение для ускорения $a$:
$t = \frac{v_0}{\frac{eE}{m_e}} = \frac{v_0 m_e}{eE}$
Произведем вычисления, подставив числовые значения:
$t = \frac{1,6 \cdot 10^6 \text{ м/с} \cdot 9,1 \cdot 10^{-31} \text{ кг}}{1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} \cdot 100 \text{ В/м}}$
$t = \frac{9,1 \cdot 10^{6-31}}{100 \cdot 10^{-19}} \text{ с} = \frac{9,1 \cdot 10^{-25}}{10^2 \cdot 10^{-19}} \text{ с} = 9,1 \cdot 10^{-25 - 2 + 19} \text{ с}$
$t = 9,1 \cdot 10^{-8} \text{ с}$
Это время также можно записать как 91 нс (наносекунда).
Ответ: $9,1 \cdot 10^{-8}$ с.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 11 класс, для упражнения номер 15 расположенного на странице 55 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2020 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №15 (с. 55), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.