Πώς βρίσκετε σωματίδια μέγιστη ταχύτητα σε ένα πιθανό ενεργειακό διάγραμμα;

Προκειμένου να βρείτε τη μέγιστη ταχύτητα ενός σωματιδίου σε ένα δυνητικό ενεργειακό διάγραμμα, πρέπει να βρείτε το σημείο στο οποίο η πιθανή ενέργεια είναι ίση με τη συνολική ενέργεια του σωματιδίου και στη συνέχεια χρησιμοποιήστε τη διατήρηση της ενέργειας για να προσδιορίσετε την ταχύτητα του σωματιδίου σε αυτό το σημείο.

1. Εντοπίστε το δυνητικό ενεργειακό διάγραμμα . Αυτό είναι συνήθως ένα γράφημα με πιθανή ενέργεια στον κάθετο άξονα και θέση στον οριζόντιο άξονα.

2. Προσδιορίστε τη συνολική ενέργεια του σωματιδίου. Αυτό είναι το άθροισμα της δυνητικής ενέργειας και της κινητικής ενέργειας του σωματιδίου.

3. Βρείτε το σημείο στο δυνητικό ενεργειακό διάγραμμα όπου η πιθανή ενέργεια ισούται με τη συνολική ενέργεια .

4. Σε αυτό το σημείο, η κινητική ενέργεια του σωματιδίου είναι μηδέν , έτσι η ταχύτητά του είναι Μέγιστη .

5. Για να βρείτε τη μέγιστη ταχύτητα , χρησιμοποιήστε τη διατήρηση της ενέργειας:

$$ e_ {Total} =ke + pe $$

Ρύθμιση της κινητικής ενέργειας ίση με το μηδέν και την επίλυση για την ταχύτητα, παίρνουμε:

$$ v_ {max} =\ sqrt {\ frac {2 (e_ {Total} - pe)} {m}} $$

όπου:

- \ (v_ {max} \) είναι η μέγιστη ταχύτητα του σωματιδίου,

- \ (e_ {Total} \) είναι η συνολική ενέργεια του σωματιδίου,

- \ (PE \) είναι η πιθανή ενέργεια του σωματιδίου στο σημείο όπου \ (e_ {Total} =PE \), και

- \ (m \) είναι η μάζα του σωματιδίου.