Дано:
Заряд (q) = 6 нКл = 6 * 10^(-9) Кл
Масса заряда (m) = 18 * 10^(-18) кг
Скорость заряда (v) = 340 км/с = 340 * 10^3 м/c
Напряженность электрического поля (E) = 53 В/м
Перпендикулярное смещение (d_perp) = 4,0 см = 4 * 10^(-2) м
Найти:
Смещение заряда в направлении, параллельном силовым линиям
Решение:
Перпендикулярная сила, воздействующая на заряд в электрическом поле, может быть выражена как F = qE, где q - заряд, E - напряженность электрического поля. Эта сила вызывает ускорение заряда по перпендикулярному направлению, и можно использовать уравнение движения для поиска времени, которое заряд проведет под воздействием этой силы:
F = ma,
где a - ускорение заряда, m - его масса.
Ускорение можно найти из уравнения:
a = F/m
Теперь мы можем найти время, проведенное зарядом в электрическом поле:
t = v/a,
где v - скорость заряда.
Подставляя известные значения, найдем время:
a = F/m = (qE)/m,
t = v/a = (mv)/(qE).
Теперь, смещение заряда в направлении, параллельном силовым линиям, равно произведению времени на скорость в этом направлении:
d_parallel = vt.
Подставляя известные значения, найдем смещение:
d_parallel = (mv^2)/(qE) = ((18 * 10^(-18) * 340^2) / (6 * 10^(-9) * 53)) м = 0,045 метра.
Ответ:
Смещение заряда в направлении, параллельном силовым линиям, составляет приблизительно 0,045 метра.