On planet Tehar, the free-fall acceleration g is the same as that on Earth, but there is also a strong downward electric field E that is uniform close to the planet’s surface. A m=2.00-kg ball having a charge of q= 5.00 mC is thrown upward at a speed v_o of 20. m/s. It hits the ground after an interval of tau= 2. s. What is the potential difference between the starting point and the top point of the trajectory?
Allora, c'è la gravità verso il basso P=mg. C'è però anche il campo elettrico verso il basso, che crea la forza f=qE verso il basso. La forza totale è pari a F=P+f=mg+qE. L'accelerazione sulla massa con carica è a =(mg+qE)/m, verso il basso. Equazioni cinematica con questa a. Asse z verso l'alto:
z = - 1/2 a t^2+ v_o t
quando ricade al suolo z=0= tau (-1/2 a tau +v_o) da cui: a=2 v_o / tau = (40 m/s )/2.0 s= 20 m/s^2. a=g+qE/m, quindi qE/m=a-g=10 m/s^2. E=(10 m/s^2) x 2 kg / (5 milliC)= 4x10^3 Volt/metro
h_max= -1/2 a (tau/2)^2 + v_o (tau/2)= -0.5 x 20 m/s^2 x 1 s^2 + 20 m/s x 1 s= (20-10) m=10 m
Differenza potenziale: E x h = 4x10^3x10 Volt = 4x1=^4 Volt
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