Ruch w polu elektrycznym. 4.02

Sławomir Jemielity, 2012-06-23, poziom: trudny
0:0
Wokół nieruchomego protonu, którego ładunek wynosi , porusza się po okręgu o promieniu cztery elektrony tworzące kwadrat. Ładunek elektronu wynosi , a jego masa Oblicz prędkości elektronów.



1. krok rozwiązania



Tak wygląda rozważany układ.
Elektrony krążą po tym samym okręgu. Działa na nie taka sama siła dośrodkowa. Pamiętacie zapewne, że rolę siły dośrodkowej mogą pełnić różne siły. Warunkiem jest tylko to, by były skierowane do środka okręgu po którym porusza się ciało (były cały czas prostopadłe do wektora prędkości).
Zastanówmy się jakie w ogóle siły działają na każdy elektron. Spójrzmy na rysunek.

2. krok rozwiązania



Wektory to siły odpychające działające ze strony sąsiednich elektronów. Są skierowane wzdłuż boków kwadratu.
Siła działa odpychająco ze strony przeciwległego elektronu i jest skierowana wzdłuż przekątnej kwadratu.
Siła to przyciąganie przez proton. Skierowana wzdłuż przekątnej.

Jak jest skierowana wypadkowa sił ? Przede wszystkim zauważmy, że z równych odległości elektronów sąsiadujących od rozpatrywanego wynika, że siły i mają jednakowe wartości. Tworzą więc kwadrat, którego przekątna jest wypadkową.

Oznacza to (rysunek poniżej), że siła wypadkowa jest skierowana wzdłuż przekątnej dużego kwadratu. A ponieważ pozostałe siły są też tak skierowane, to już wiemy, że wypadkowa wszystkich sił kieruje się wzdłuż przekątnej kwadratu, w rogach którego znajdują się elektrony. Tak się składa, że jest to kierunek promienia okręgu.

Wniosek: Wypadkowa wszystkich sił pełni rolę siły dośrodkowej.




W takiej sytuacji nie pozostaje nic innego jak policzyć tę wypadkową. Ale by to zrobić musimy znać wartości poszczególnych sił.

3. krok rozwiązania

Odległość między przeciwległymi elektronami to Odległość między elektronem i protonem Sąsiednie elektrony są oddalone o tyle ile wynosi bok kwadratu Łatwo go policzyć.



4. krok rozwiązania

Liczymy siły.




Przy okazji policzmy wypadkową









Wypadkowa wszystkich sił to




Ta właśnie siła pełni rolę siły dośrodkowej. Można zatem napisać

5. krok rozwiązania




Podobne Następny

Nie jesteś zalogowany!

Inne materiały z tej kategorii

KURSY

Nie znaleziono żadnych materiałów.

TESTY


Ruch w polu elektrycznym. 4.01
Sławomir Jemielity, poziom: łatwy, 1


FILMY

Nie znaleziono żadnych materiałów.


Autorem "Ruch w polu elektrycznym. 4.02" jest Sławomir Jemielity.
Zabrania się kopiowania, rozpowszechniania i udostępniania materiałów zawartych w Serwisie.

Serwis SOFIZMAT nie odpowiada za treść umieszczanych materiałów, grafik, komentarzy oraz wszelkich innych wpisów pochodzących od użytkowników serwisu.

Korzystanie z witryny www.SOFIZMAT.pl oznacza zgodę na wykorzystywanie
plików cookie, z których niektóre mogą być już zapisane w folderze przeglądarki.