Máme elektron v homogenním elektrickém poli, kde na něj působí síla 5.10-18 N. V okamžiku zapnutí elektrického pole byl elektron v klidu, po zapnutí se začal pohybovat rovnoměrně zrychleným pohybem a urazil tak dráhu 9 cm. Vypočtěte velikost intenzity elektrického pole a maximální rychlost elektronu. Jaký je směr intenzity el. pole (vzhledem ke směru pohybu elektronu)?
F = 5.10-18 N
q = 1,6.10-19 C
s = 9 cm
m = 9.10-31 kg
v = ?
E = ?
Použijeme definiční vztah pro intenzitu el. pole F = qE. Z toho je E = F/q a po dosazení E = 5.10-18/1,6.10-19 Vm-1 = 31,25 Vm-1.
Pro pohyb elektronu platí pohybová rovnice - 2. Newtonův zákon ma = F (m je hmotnost elektronu), z toho vypočteme zrychlení
a = F/m (1).
Dále použijeme vztahy pro rovnoměrně zrychlený pohyb v = at
a (t je čas),
ze kterých vyloučíme neznámý čas a dostaneme
a z toho vyjádříme a jako
a dosadíme do pohybové rovnice (1). Máme rovnici
(2),
ze které vyjádříme hledanou rychlost. Výsledek je
.
Po číselném dosazení
.