Номер 2, страница 93 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

2. Протон влетел в однородное электростатическое поле перпендикулярно к нему (рис. 19.10). Как изменится движение протона?

Рис. 19.10

Протон является положительно заряженной частицей, его заряд $q_p$ положителен.

На электрический заряд $q$, помещенный в электростатическое поле с напряженностью $\vec{E}$, действует сила Кулона $\vec{F}$:

$\vec{F} = q\vec{E}$

Поскольку заряд протона $q_p$ — положительная величина, направление силы $\vec{F}$, действующей на протон, совпадает с направлением вектора напряженности $\vec{E}$. На рисунке видно, что вектор напряженности $\vec{E}$ направлен горизонтально вправо. Следовательно, на протон будет действовать постоянная по величине и направлению сила $\vec{F}$, направленная вправо.

Согласно второму закону Ньютона, эта сила сообщает протону ускорение $\vec{a}$:

$\vec{a} = \frac{\vec{F}}{m_p} = \frac{q_p\vec{E}}{m_p}$

где $m_p$ — масса протона. Так как поле однородное, сила $\vec{F}$ постоянна, а значит и ускорение $\vec{a}$ также постоянно по величине и направлению. Вектор ускорения $\vec{a}$ направлен вправо.

Рассмотрим движение протона, разложив его на две составляющие:

1. Движение в вертикальном направлении (вдоль начальной скорости $\vec{v}$). В этом направлении силы не действуют. Следовательно, ускорение в этом направлении равно нулю. Это означает, что вертикальная составляющая скорости протона остается постоянной. Движение в вертикальном направлении будет равномерным.

2. Движение в горизонтальном направлении (вдоль силовых линий поля $\vec{E}$). В этом направлении на протон действует постоянная сила $\vec{F}$, которая сообщает ему постоянное ускорение $\vec{a}$. Начальная скорость в этом направлении равна нулю. Следовательно, в горизонтальном направлении протон будет двигаться равноускоренно. Его горизонтальная составляющая скорости будет линейно возрастать со временем.

Сочетание равномерного движения в одном направлении и равноускоренного в перпендикулярном ему направлении приводит к тому, что траектория движения тела является параболой. Это аналогично движению тела, брошенного горизонтально в поле тяготения Земли.

Таким образом, протон отклонится от своего первоначального направления движения и будет двигаться по параболической траектории, изгибающейся в сторону направления электрического поля. Модуль его скорости будет увеличиваться.

Ответ: Протон изменит направление своего движения и будет двигаться по параболической траектории. Эта траектория будет изогнута в сторону направления силовых линий электрического поля (вправо на рисунке). Движение протона будет равноускоренным, так как на него действует постоянная сила со стороны поля.