Работа вам нужна срочно. Не волнуйтесь, уложимся!
Заполните, пожалуйста, данные для автора:
- 22423 авторов готовы помочь тебе.
- 2402 онлайн
Данное задание относится к предмету физика, а точнее к разделу электричество и электродинамика (раздел, изучающий взаимодействие электрических зарядов и их движение). Мы ищем удельный заряд частицы, то есть отношение заряда \( q \) к её массе \( m \):
\[ \frac{q}{m} \]
Для решения воспользуемся законом сохранения энергии и кинетической энергией заряженной частицы, приобретённой под действием ускоряющей разности потенциалов.
Дано:
Когда заряженная частица ускоряется, её потенциальная энергия \( W_\text{эл} = qU \) полностью преобразуется в кинетическую энергию:
\[ W_\text{кин} = \frac{1}{2}mv^2 \]
Таким образом, \( qU = \frac{1}{2}mv^2 \).
Разделим обе части уравнения на \( m \), чтобы выделить отношение \( \frac{q}{m} \):
\[ qU = \frac{1}{2}mv^2 \quad \Rightarrow \quad \frac{q}{m} = \frac{v^2}{2U} \]
\[ \frac{q}{m} = \frac{(5,4 \cdot 10^6)^2}{2 \cdot 600 \cdot 10^3} \]
Начнём с возведения скорости \( v \) в квадрат:
\[ v^2 = (5,4 \cdot 10^6)^2 = 5,4^2 \cdot 10^{12} = 29,16 \cdot 10^{12} = 2,916 \cdot 10^{13} \, \text{м}^2/\text{с}^2 \]
Теперь умножим разность потенциалов \( 2U \):
\[ 2U = 2 \cdot 600 \cdot 10^3 = 1,2 \cdot 10^6 \, \text{В} \]
Теперь подставим эти значения в формулу:
\[ \frac{q}{m} = \frac{2,916 \cdot 10^{13}}{1,2 \cdot 10^6} \]
\[ \frac{q}{m} = \frac{2,916}{1,2} \cdot 10^{13 - 6} = 2,43 \cdot 10^7 \, \frac{\text{Кл}}{\text{кг}} \]
Ответ: Удельный заряд частицы составляет:
\[ \boxed{2,43 \cdot 10^7 \, \frac{\text{Кл}}{\text{кг}}} \]
Мы нашли отношение заряда частицы \( q \) к её массе \( m \), зная её скорость после ускорения в электрическом поле с разностью потенциалов \( U \). Этот результат выражает, насколько сильный заряд имеет частица относительно своей массы.