13. Varattu kappale sähkökentässä

jf<jgsdggs.

13-1
$a=\frac{qE}{m}=\frac{1e\cdot390\frac{V}{m}}{9{,}1093897·10⁻^{31}kg}=6{,}85940...^{13}\frac{m}{s^2}$
13-2
kaikilla pisteillä yhtä suuri kiihtyvyys
pisteessä C on suurin potentiaali
13-3
$q=e=1{,}602\cdot10^{-19}C$
$V_1=150V$

$V_2=0V$

Alku- ja loppupisteiden välinen jännite

$U=V_2-V_1=150V$

Sähköinen voima tekee sähkökentässä työn

$W=qU=150eV$

Voiman tekemä työ on yhtä suuri kuin liike-energian muutos eli

$W=\Delta E_k=E_{k{,}loppu}-E_{k{,}alku}=\frac{1}{2}mv^2-\frac{1}{2}mv_0^2$

Nyt $v_0$ eli nopeus alussa on nolla

$E_{k{,}loppu}=W=150eV\approx2{,}4\cdot10^{-17}J\approx24aJ$

13-4
a)
$3500\ \frac{V}{m}$
$q=e$

$\overline{F}=q\overline{E}=e\cdot3500\ \frac{V}{m}=5{,}6076...\cdot10^{-16}C$

$G=9{,}109^{-31}kg\cdot9{,}81\ \frac{m}{s^2}=8{,}935...\cdot10^{-30}$

c) sähköinen vetovoima on suurempi

13-5
a)

$2500eV\cdot e=4{,}00545...\cdot10^{-16}J$

$\frac{28\cdot10^{-18}J}{e}=174{,}76...eV$

13-6
a) hiukkanen liikkuu suoraan, hidastuen, kunnes sen nopeus on nolla, sitten se lähtee kiihtymään vastakkaiseen suuntaan
b) hiukkanen liikkuu suoraan, kiihtyen
c) Hiukkasen nopeuden suunta ja suuruus muuttuu kenttäviivojen mukaisesti, hiukkanen kaartuu hieman kenttäviivoja vastaiseen suuntaan

13-7

$m=3{,}5\cdot10^{-14}kg$
$q=22e$

$d=12mm$

$\frac{3{,}5\cdot10^{-14}kg\cdot9{,}81\ \frac{m}{s^2}\cdot12{,}0\cdot10^{-3}m}{22e}=E=1168{,}918...V\approx1200V$