Бесплатный урок с нашим репетитором!

Узнать подробнее

Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
При поддержке
Посмотреть все вопросы нейросети
Бесплатный пробный урок с репетитором

Узнай больше про репетиторов Новой Школы и запишись на бесплатный пробный урок. Мы проверим твой уровень знаний и составим план обучения по любому предмету и классу

Вопрос от Анонимного юзера 23 марта 2025 15:21

В линейном ускорителе протон, находящийся в электрическом поле, переместился из начальной точки с потенциалом  220 В в конечную точку с потенциалом  187 В. Какова скорость протона в конечной точке, если его начальная скорость равна  150 км/с? Запиши в поле ответа верное число, округлив его до целого. м/с

Ответ нейросети

23 марта 2025 15:21

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии, который утверждает, что полная механическая энергия системы остается постоянной, если на систему не действуют внешние силы. В данном случае у нас есть электрическая энергия и кинетическая энергия протона.

  1. Определим изменения в электрическом потенциале: Начальная энергия протона в электрическом поле считается в точке с потенциалом ( V_1 = 220 ) В, а конечная — в точке с потенциалом ( V_2 = 187 ) В.

    Изменение электрической энергии можно выразить как: [ \Delta V = V_1 - V_2 = 220 , \text{В} - 187 , \text{В} = 33 , \text{В} ]

  2. Посчитаем изменение потенциальной энергии протона: Потенциальная энергия ( U ) определяется как: [ U = qV ] где ( q ) — заряд протона (примерно ( 1.6 \times 10^{-19} ) Кл).

    Изменение потенциальной энергии: [ \Delta U = q \Delta V = (1.6 \times 10^{-19} , \text{Кл}) \times (33 , \text{В}) \approx 5.28 \times 10^{-18} , \text{Дж} ]

  3. Определим начальную кинетическую энергию: Начальная скорость ( v_1 = 150 ) км/с нужно перевести в метры в секунду: [ v_1 = 150 , \text{км/с} = 150000 , \text{м/с} ]

    Начальная кинетическая энергия: [ K_1 = \frac{1}{2} mv_1^2 ] где ( m ) — масса протона (примерно ( 1.67 \times 10^{-27} ) кг).

    Подставим значения: [ K_1 = \frac{1}{2} \cdot (1.67 \times 10^{-27} , \text{кг}) \cdot (150000 , \text{м/с})^2 ] [ K_1 = \frac{1}{2} \cdot (1.67 \times 10^{-27}) \cdot (2.25 \times 10^{10}) \approx 1.88 \times 10^{-17} , \text{Дж} ]

  4. Определим конечную кинетическую энергию: После прохождения через электрическое поле, потенциальная энергия протона уменьшится, что прибавит его кинетическую энергию. Таким образом, полная энергия в конечной точке будет равна: [ K_2 = K_1 + \Delta U ] [ K_2 = 1.88 \times 10^{-17} , \text{Дж} + 5.28 \times 10^{-18} , \text{Дж} \approx 2.41 \times 10^{-17} , \text{Дж} ]

  5. Находим конечную скорость: Используем формулу для кинетической энергии: [ K_2 = \frac{1}{2} mv_2^2 ] Отсюда выразим конечную скорость ( v_2 ): [ v_2 = \sqrt{\frac{2 K_2}{m}} = \sqrt{\frac{2 \cdot 2.41 \times 10^{-17}}{1.67 \times 10^{-27}}} ]

    Посчитаем: [ v_2 \approx \sqrt{\frac{4.82 \times 10^{-17}}{1.67 \times 10^{-27}}} \approx \sqrt{2.88 \times 10^{10}} \approx 169 \times 10^{5} , \text{м/с} ] [ v_2 \approx 169000 , \text{м/с} ]

  6. Округление: Округляя до целого числа, получаем, что скорость протона в конечной точке равна: [ \boxed{169000} ]

Задай свой вопрос

Напиши любую задачу или вопрос, а нейросеть её решит

Похожие вопросы 15

Бесплатно Мобильное приложение ГДЗ
Мобильное приложение ГДЗ

Задавай вопросы искуcственному интеллекту текстом или фотографиями в приложении на iPhone или Android

qr-codegoogle-playapp-store

Саша — ассистент в телеграмме

В линейном ускорителе протон, находящийся в электрическом поле, переместился из начальной точки с потенциалом  220 В в конечную точку с потенциалом  187 В. Какова скорость протона в конечной точке, если его начальная скорость равна  150 км/с? Запиши в поле ответа верное число, округлив его до целого. м/с
Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии, который утверждает, что полная механическая энергия системы остается постоянной, если на систему не действуют внешние силы. В данном случае у нас есть электрическая энергия и кинетическая энергия протона. 1. **Определим изменения в электрическом потенциале:** Начальная энергия протона в электрическом поле считается в точке с потенциалом \( V_1 = 220 \) В, а конечная — в точке с потенциалом \( V_2 = 187 \) В. Изменение электрической энергии можно выразить как: \[ \Delta V = V_1 - V_2 = 220 \, \text{В} - 187 \, \text{В} = 33 \, \text{В} \] 2. **Посчитаем изменение потенциальной энергии протона:** Потенциальная энергия \( U \) определяется как: \[ U = qV \] где \( q \) — заряд протона (примерно \( 1.6 \times 10^{-19} \) Кл). Изменение потенциальной энергии: \[ \Delta U = q \Delta V = (1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}) \times (33 \, \text{В}) \approx 5.28 \times 10^{-18} \, \text{Дж} \] 3. **Определим начальную кинетическую энергию:** Начальная скорость \( v_1 = 150 \) км/с нужно перевести в метры в секунду: \[ v_1 = 150 \, \text{км/с} = 150000 \, \text{м/с} \] Начальная кинетическая энергия: \[ K_1 = \frac{1}{2} mv_1^2 \] где \( m \) — масса протона (примерно \( 1.67 \times 10^{-27} \) кг). Подставим значения: \[ K_1 = \frac{1}{2} \cdot (1.67 \times 10^{-27} \, \text{кг}) \cdot (150000 \, \text{м/с})^2 \] \[ K_1 = \frac{1}{2} \cdot (1.67 \times 10^{-27}) \cdot (2.25 \times 10^{10}) \approx 1.88 \times 10^{-17} \, \text{Дж} \] 4. **Определим конечную кинетическую энергию:** После прохождения через электрическое поле, потенциальная энергия протона уменьшится, что прибавит его кинетическую энергию. Таким образом, полная энергия в конечной точке будет равна: \[ K_2 = K_1 + \Delta U \] \[ K_2 = 1.88 \times 10^{-17} \, \text{Дж} + 5.28 \times 10^{-18} \, \text{Дж} \approx 2.41 \times 10^{-17} \, \text{Дж} \] 5. **Находим конечную скорость:** Используем формулу для кинетической энергии: \[ K_2 = \frac{1}{2} mv_2^2 \] Отсюда выразим конечную скорость \( v_2 \): \[ v_2 = \sqrt{\frac{2 K_2}{m}} = \sqrt{\frac{2 \cdot 2.41 \times 10^{-17}}{1.67 \times 10^{-27}}} \] Посчитаем: \[ v_2 \approx \sqrt{\frac{4.82 \times 10^{-17}}{1.67 \times 10^{-27}}} \approx \sqrt{2.88 \times 10^{10}} \approx 169 \times 10^{5} \, \text{м/с} \] \[ v_2 \approx 169000 \, \text{м/с} \] 6. **Округление:** Округляя до целого числа, получаем, что скорость протона в конечной точке равна: \[ \boxed{169000} \]