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[Risolto] Aiuto esercizio di fisica

  

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Due armature metalliche piane e parallele distano 4,0 mm tra loro; il campo elettrico tra di esse ha un modulo di 50 kN/C. Un protone entra tra le armature in un punto equidistante da esse, con una velocità iniziale parallela alle armature e di modulo $1,7 \times 10^{6}$ $\mathrm{m} / \mathrm{s}$. La forza dovuta al campo elettrico porta il protone a collidere con l'armatura carica negativamente (per chiarezza, la figura non è realistica).

- Calcola il tempo che trascorre tra l'istante in cui il protone entra nel campo elettrico e quello in cui collide con l'armatura.

-Calcola a quale distanza dall'estremo sinistro dell'armatura avviene la collisione.

Schermata 2021 05 19 alle 21.49.36
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II protone è soggetto a una forza perpendicolare alla sua velocità iniziale, per qui proseguirà con moto parabolico. Considerando l'equazione del moto unif. acc. per la componente verticale (1):
$$\Delta y=\frac{1}{2} a t^{2}$$

$$\Delta h=\frac{1}{2}\left(\frac{q E}{m}\right) t^{2}$$
Orizzontalmente avremo (2):
$$
\Delta x=v_{i} t
$$

Dall'equazione (1) otteniamo il tempo che trascorre tra l'istante in cui il protone entra nel campo e quello in cui collide sull'armatura metallica:
$$
t=\sqrt{2 \Delta h \cdot\left(\frac{q E}{m}\right)^{-1}}
$$
In numeri:
$$t=\sqrt{2 \cdot 2 \cdot 10^{-3} \cdot\left(\frac{1.6 \cdot 10^{-19} \cdot 50}{1.67 \cdot 10^{-27}}\right)^{-1}}=2.9 \cdot 10^{-8}[s]$$

Dall'equazione (2) otteniamo la distanza orizzontale in cui viene la collisione:
$$
\Delta x=v_{i} t
$$
In numeri:
$$
\Delta x=1.7 \cdot 10^{6} \cdot 2.9 \cdot 10^{-8}=4.9 \cdot 10^{-2}[m]
$$



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