Úloha:

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)?

Řešení:

= 5.10-18 N
q = 1,6.10-19 C
= 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

.


Verze pro tisk