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

Физика, 11 класс Самостоятельные и контрольные работы, авторы: Ерюткин Евгений Сергеевич, Ерюткина Светлана Григорьевна, издательство Просвещение, Москва, 2020

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
Физика, 11 класс Самостоятельные и контрольные работы, авторы: Ерюткин Евгений Сергеевич, Ерюткина Светлана Григорьевна, издательство Просвещение, Москва, 2020, страница 55, номер 15, Условие

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.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться

Мы 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.