Задача 4. Электрический заряд создал поле с напряженностью 160 кВ/м. Какое ускорение будет у электрона в данной точке пространства?

Решение по шагам (для понятности)

Даны:

• Напряженность поля E = 160 кВ/м = 1.6 × 10^5 В/м
• Электрон имеет заряд q = -e, где e ≈ 1.602 × 10^-19 Кл
• Масса электрона m_e ≈ 9.109 × 10^-31 кг

1. Сила, действующая на заряд в поле: F = qE = (-e)E По модулю сила равна F = eE.

2. Ускорение частицы: a = F / m_e = (eE) / m_e.

3. Подстановка чисел (модуль скорости и направление отдельно):

• eE = (1.602 × 10^-19 C) × (1.6 × 10^5 В/м) ≈ 2.563 × 10^-14 Н
• a = (2.563 × 10^-14 Н) / (9.109 × 10^-31 кг) ≈ 2.8 × 10^16 м/с^2

4. Направление: Электрон имеет отрицательный заряд, поэтому ускорение направлено против направления вектора E. То есть a ≈ 2.8 × 10^16 м/с^2 против E.

Ответ: ускорение электрона примерно 2.8 × 10^16 м/c^2 (модуль). Направление — против направления электрического поля.

Примечание: приведенная формула выполнена в классической механике. При таких величинах ускорения скорость может быстро приближаться к скорости света, и в этом случае надо учитывать релятивистские эффекты. Но задача в рамках обычного школьного подхода решается так.