несколько задач по физике

[Maikl Korleone]

Задали задачи по физике, 5 я решил, помогите пожалуйста решить оставшиеся:

1 Заряженная частица в электрическом поле

Электрон, двигавшийся со скоростью 5·106м/с, влетает в параллельное его движению электрическое поле напряженностью 103 В/м. Какую долю своей первоначальной энергии потеряет электрон, двигаясь в этом поле, если поле обрывается на расстоянии 0,8 см пути электрона?

2 Энергия электрического поля. Закон Джоуля Ленца.

Определить напряженность электрического поля в алюминиевом проводнике объемом V=10 см3, если при прохождении по нему постоянного тока за время t=5 мин выделилось количество теплоты Q=2,3 кДж. Удельное сопротивление алюминия r=26 нОм·м.

3 Сила Лоренца

Протон и a-частица влетают в однородное магнитное поле, направление которого перпендикулярно к направлению их движения. Во сколько раз период обращения Т1 протона в магнитном поле больше периода обращения Т2 a-частицы?

[Тролль]

Maikl Korleone:

1 Заряженная частица в электрическом поле

Электрон, двигавшийся со скоростью 5·106м/с, влетает в параллельное его движению электрическое поле напряженностью 103 В/м. Какую долю своей первоначальной энергии потеряет электрон, двигаясь в этом поле, если поле обрывается на расстоянии 0,8 см пути электрона?

Энергия электрона T=mv²/2

На проделанном пути (l=0,008 м) он проделал работу eU=eEl

Отношение потерянной энергии к первоначальной составляет eEl/(mv²/2)

2 Энергия электрического поля. Закон Джоуля Ленца.

Определить напряженность электрического поля в алюминиевом проводнике объемом V=10 см3, если при прохождении по нему постоянного тока за время t=5 мин выделилось количество теплоты Q=2,3 кДж. Удельное сопротивление алюминия r=26 нОм·м.

Мощность P=Q/t

Обозначим длину проводника L, а поперечное сечение S, тогда его сопротивление R=r*(L/S)

Напряжение U=EL

Отсюда P=Q/t=U²/R=E²L²/(rL/S)=(E²/r)*LS=(E²/r)*V и E=√(Qr/tV)

3 Сила Лоренца

Протон и a-частица влетают в однородное магнитное поле, направление которого перпендикулярно к направлению их движения. Во сколько раз период обращения Т1 протона в магнитном поле больше периода обращения Т2 a-частицы?

Заряд протона в два раза меньше, значит, и сила, действующая на протон, тоже в два раза меньше. Но масса протона в 4 раза меньше, значит, его инерция в 4 раза меньше. Так что протон будет крутиться вдвое быстрее. Поэтому период обращения протона не больше, а меньше, притом вдвое.

Формально: сила Лоренца равна центростремительной, то есть qvB=mvІ/R, отсюда R/v=m/(qB)

Время оборота любой частицы в поле T=2ПR/v=2Пm/(qB)

Отношение времен оборотов (тут я обозначу массы а-частицы и протона ma и mp, а заряды qa и qp): Tp/Ta=(mp/ma)*(qa/qp)=1/4 * 2/1=1/2

В первых двух задачах считать арифметику не стал, для этого есть калькулятор :D В третьей считать просто нечего.

Изменено 4 мая, 2007 пользователем Тролль