Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S = 200 см^2 расстояние между ними d = 5 мм, заряды пластин q1 = = 50 нКл и q2 = –70 нКл.
От отрицательно заряженной пластины отрывается электрон. Определите скорость падения электрона на положительно заряженную пластину. Желательно со всеми формулами.
Дано: S = 200 см² = 200*10⁻⁴ м² d = 5 мм = 5*10⁻³ м q₁ = 50 нКл = 50*10⁻⁹ Кл q₂ = -70 нКл = 70*10⁻⁹ Кл ______________________ V - ?
1) Модуль поверхностной плотности заряда: σ =| q | / S Для первой пластины σ₁ = 50*10⁻⁹ / 200*10⁻⁴ = 2,5*10⁻⁶ Кл/м² Для второй пластины σ₂ = 70*10⁻⁹ / 200*10⁻⁴ = 3,5*10⁻⁶ Кл/м²
2) Напряженность поля, создаваемая пластиной: E = | σ | / (2*ε₀) По принципу суперпозиции полей сразу имеем: E = E₁+E₂ = (1/(2*ε₀))*(σ₁ + σ₂) = (1/(2*8,85*10⁻¹²))*(2,5+3,5)*10⁻⁶ ≈ 4*10⁵ В/м
3) Кинетическая энергия электрона равна работе по перемещению его в электрическом поле: m*V²/2 = e*E*d Найдем скорость электрона: V = √ (2*e*E*d / m) = √ (2*1,6*10⁻¹⁹*4*10⁵*5*10⁻³ / 9,1*10⁻³¹) ≈ 26,5 Мм/с