Чтобы решить задачу, давайте сначала разберемся с данными и сформулируем шаги, необходимые для нахождения скорости частицы.
Данные задачи:
- Напряженность электрического поля \( E = 8 \times 10^3 \, \text{В/м} \)
- Заряд частицы \( q = 10^{-5} \, \text{Кл} \)
- Массa частицы \( m = 10 \, \text{г} = 10 \times 10^{-3} \, \text{кг} = 0.01 \, \text{кг} \)
- Расстояние \( d = 1 \, \text{м} \)
- Начальная скорость \( v_0 = 0 \, \text{м/с} \)
Шаг 1: Найдем силу, действующую на заряженную частицу
Сила \( F \), действующая на заряженную частицу в электрическом поле, рассчитывается по формуле: \[ F = q \cdot E \]
Подставим известные значения: \[ F = 10^{-5} \, \text{Кл} \cdot 8 \times 10^3 \, \text{В/м} = 8 \times 10^{-2} \, \text{Н} \]
Шаг 2: Найдем ускорение частицы
По второму закону Ньютона, ускорение \( a \) можно найти по формуле: \[ a = \frac{F}{m} \]
Подставим найденное значение силы и массу частицы: \[ a = \frac{8 \times 10^{-2} \, \text{Н}}{0.01 \, \text{кг}} = 8 \, \text{м/с}^2 \]
Шаг 3: Найдем скорость при прохождении расстояния
Мы знаем, что начальная скорость частицы равна нулю, и можем использовать уравнение движения с постоянным ускорением: \[ v^2 = v_0^2 + 2ad \]
Так как начальная скорость \( v_0 = 0 \): \[ v^2 = 2 \cdot a \cdot d \]
Подставим известные значения: \[ v^2 = 2 \cdot 8 \, \text{м/с}^2 \cdot 1 \, \text{м} = 16 \, \text{м}^2/\text{s}^2 \]
Теперь найдем скорость: \[ v = \sqrt{16} = 4 \, \text{м/с} \]
Ответ:
Частица приобретет скорость 4 м/с при прохождении расстояния 1 метр в однородном электрическом поле.