Задача кажется на вычисление кинетической энергии U частицы (электрона) по формуле U = m v^2 / 2. По условиям дано: скорость v = 400 км/с, масса электрона m_e = 9,1×10^-31 кг. Заряд e = 1,6×10^-19 Кл не нужен для этой формулы, поэтому учтем только массы и скорости.
Пошаговое решение:
- Переведём скорость в м/с: 400 км/с = 4,0×10^5 м/с.
- Найдём квадрат скорости: v^2 = (4,0×10^5)^2 = 1,6×10^11 м^2/с^2.
- Подставим в формулу кинетической энергии: U = (1/2) m_e v^2 = 0,5 × (9,1×10^-31 кг) × (1,6×10^11 м^2/с^2).
- Вычисление: m_e v^2 = 9,1×10^-31 × 1,6×10^11 = 1,456×10^-19 Дж, U = 0,5 × 1,456×10^-19 = 7,28×10^-20 Дж.
- Переведём в электронвольты (для удобства сравнения): 1 эВ = 1,602×10^-19 Дж, поэтому U ≈ (7,28×10^-20) / (1,602×10^-19) ≈ 0,45 эВ.
Ответ:
- U ≈ 7,28×10^-20 Дж (приближённо 0,45 эВ).
Дополнительные замечания:
- Данные e и e^ – не нужны для вычисления кинетической энергии по данной формуле. Если задача имела в виду другую величину U (например, потенциальную энергию в электростатическом поле U = qφ), нужна дополнительная информация о потенциале или разности потенциалов.
- При скорости 4×10^5 м/с релятивистский эффект не заметен, поэтому не обязательно использовать релятивистскую формулу.
Если хочешь, могу рассчитать альтернативную интерпретацию U (например, потенциальная энергия в поле) при условии наличия потенциала φ.