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最初に休息時のプロトンが25000VのP.Dを通り抜けると、どの速度が得られますか?

ポテンシャルの違いを介して落ちるプロトンによって得られた速度を計算する方法は次のとおりです。

概念を理解する

* 電位差(電圧): 電位差(電圧)は、2ポイント間の単位電荷あたりの電位エネルギーの差です。荷電粒子がポテン​​シャル差を通過すると、運動エネルギーを獲得または失います。

* ワークエネルギー定理: オブジェクトで行われた作業は、その運動エネルギーの変化に等しくなります。この場合、電界によってプロトンで行われた作業は、それが失うポテンシャルエネルギーに等しくなります。

* 陽子の電荷: 陽子の電荷は+1.602 x 10×Coulombs(c)です。

計算

1。ポテンシャルエネルギー損失:

プロトンによって失われたポテンシャルエネルギーは、その電荷とポテンシャル差の積に等しくなります。

Δpe=q *Δv=(1.602 x10⁻¹⁹C) *(25000 V)=4 x10⁻¹⁵J

2。運動エネルギーゲイン:

ワークエネルギー定理によると、失われたポテンシャルエネルギーは、得られた運動エネルギーに等しくなります。

Δke=Δpe=4 x 10×j

3。最終運動エネルギー:

陽子は安静から始まるので、その初期運動エネルギーはゼロです。したがって、その最終的な運動エネルギーは次のとおりです。

ke_final =4 x10⁻¹⁵J

4。最終速度:

運動エネルギーは、次の陽子の質量(m)と速度(v)に関連しています。

ke_final =(1/2) * m *v²

最終速度で解決すると、次のようになります。

v =√(2 * ke_final / m)

陽子の質量は1.672 x 10〜² kgです。 値のプラグ:

v =√(2 * 4 x10⁻¹⁵J / 1.672 x10⁻²⁷kg)≈2.19x10⁷m / s

結果

プロトンは、約 2.19 x10⁷m/s の速度を獲得します 25,000ボルトのポテンシャル差で落ちた後。

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