Ποια είναι η επιτάχυνση ενός φορτισμένου φορτίου σωματιδίων Q και Mass M που κινείται σε ομοιόμορφη δύναμη ηλεκτρικού πεδίου E;
Κατανόηση των δυνάμεων
* Ηλεκτρική δύναμη: Ένα φορτισμένο σωματίδιο σε ένα ηλεκτρικό πεδίο βιώνει μια δύναμη λόγω του πεδίου. Αυτή η δύναμη δίνεται από:
* f =qe
* F είναι η ηλεκτρική δύναμη (στα Newtons)
* Q είναι το φορτίο του σωματιδίου (σε Coulombs)
* E είναι η ισχύς του ηλεκτρικού πεδίου (σε Newton ανά coulomb ή βολτ ανά μέτρο)
* Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα: Αυτός ο θεμελιώδης νόμος σχετίζεται με τη δύναμη, τη μάζα και την επιτάχυνση:
* f =ma
* F είναι η καθαρή δύναμη που ενεργεί σε ένα αντικείμενο (στα Newton)
* m είναι η μάζα του αντικειμένου (σε χιλιόγραμμα)
* a είναι η επιτάχυνση του αντικειμένου (σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο τετράγωνο)
Αποκτήστε την επιτάχυνση
1. Εξισορρόπηση δυνάμεων: Δεδομένου ότι η ηλεκτρική δύναμη είναι η μόνη δύναμη που ενεργεί στο φορτισμένο σωματίδιο, μπορούμε να εξισώσουμε τις δύο εκφράσεις για δύναμη:
* qe =ma
2. Επίλυση για επιτάχυνση: Διαχωρίστε και τις δύο πλευρές της εξίσωσης με τη μάζα (m) για να απομονώσετε την επιτάχυνση:
* a =(qe) / m
Βασικά σημεία:
* κατεύθυνση: Η κατεύθυνση της επιτάχυνσης είναι η ίδια με την κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου εάν το φορτίο είναι θετικό και απέναντι από την κατεύθυνση του πεδίου εάν το φορτίο είναι αρνητικό.
* Ενιαίο πεδίο: Αυτή η παραγωγή αναλαμβάνει ένα ενιαίο ηλεκτρικό πεδίο. Εάν το πεδίο είναι μη ομοιόμορφο, η επιτάχυνση θα ποικίλει ανάλογα με την ισχύ του πεδίου στη θέση του σωματιδίου.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε ένα ηλεκτρόνιο (φορτίο -1.602 x 10^-19 C, μάζα 9.109 x 10^-31 kg) που κινείται σε ένα ομοιόμορφο ηλεκτρικό πεδίο αντοχής 100 n/c.
* Η επιτάχυνση του ηλεκτρονίου θα ήταν:
* a =(-1.602 x 10^-19 c * 100 n / c) / (9.109 x 10^-31 kg)
* A ≈ -1,76 x 10^13 m/s2
Το αρνητικό σημάδι υποδεικνύει ότι το ηλεκτρόνιο επιταχύνεται προς την κατεύθυνση αντίθετη προς το ηλεκτρικό πεδίο (δεδομένου ότι είναι αρνητικά φορτισμένο).
