Решение: Остановка электрона в поле
В однородное электрическое поле со скоростью $v_0 = 10^7\ \text{м/с}$ влетает электрон и движется вдоль линий напряжённости поля. Через какое время скорость электрона станет равной нулю, если напряжённость поля $E = 1200\ \text{В/м}$? Силой тяжести, действующей на электрон, пренебречь.
Решение по шагам
4 шагаЭлектрон имеет отрицательный заряд, поэтому сила, действующая на него со стороны электрического поля, направлена противоположно линиям напряжённости. Так как электрон движется вдоль линий напряжённости, он движется равнозамедленно.
$$F = eE$$По второму закону Ньютона найдём модуль ускорения электрона:
$$a = \frac{F}{m_e} = \frac{eE}{m_e}$$При равнозамедленном движении скорость электрона изменяется по закону $v = v_0 - at$. В момент остановки $v = 0$, поэтому:
$$0 = v_0 - \frac{eE}{m_e}t$$Выразим время и подставим значения $m_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\ \text{кг}$ и $e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\ \text{Кл}$:
$$t = \frac{m_e v_0}{eE} = \frac{9{,}1 \cdot 10^{-31} \cdot 10^7}{1{,}6 \cdot 10^{-19} \cdot 1200} \approx 4{,}7 \cdot 10^{-8}\ \text{с}$$$t \approx 4{,}7 \cdot 10^{-8}\ \text{с}$
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывать отрицательный заряд электрона и направление силы.
Использовать силу $F = qE$ без взятия модуля при расчёте времени.
Забыть, что в момент остановки конечная скорость равна нулю.
Перепутать массу электрона с массой протона.