Найти смещение электрона в вертикальном направлении за время движения внутри конденсатора.
Электрон влетел в плоский конденсатор со скоростью V параллельно пластинам, расположенным горизонтально. Длина каждой пластины равна L, а расстояние между пластинами равно d. Найти смещение электрона в вертикальном направлении за время движения внутри конденсатора, если напряжение между пластинами равно U.
электрон будет смещаться вертикальном направлении под действием двух сил – силы кулона и силы тяжести.
Возможно два варианта, сила Кулона и сила тяжести совпадают или направлены в разные стороны.
Соответственно результирующая сила будет равна F= Fк-Fт и F = Fk+Fт
решим для первого случая, решение для второго случая аналогичное
Fт= mg
Fk=eE
масса,заряд электрона и ускорение свободного падения известные величины
Найдем напряженность электрического поля
E=U/d
Fк=eU/d
eU/d – mg = ma
a= eU/md -g
при движении электрона по оси х никакие силы на него не действуют, а следовательно движение равномерное (сила Лоренца действует в другом направлении)
Время, которое электрон потратит на пролет длины пластин равно
t=L/V
за это же время электрон сместится по вертикали на расстояние
s=at^2/2
собираем и решаем