Β΄ Λυκείου Κινήσεις φορτισμένων σωματιδίων σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο

Μεταξύ των οριζόντιων οπλισμών ενός επίπεδου φορτισμένου πυκνωτή, που βρίσκονται υπό τάση V=40V και απέχουν μεταξύ τους απόσταση d=4cm, δημιουργείται ομογενές ηλεκτρικό πεδίο έντασης Ε, όπως φαίνεται στο διπλανό σχήμα. Τη χρονική στιγμή t=0 εκτοξεύουμε κατακόρυφα προς τα πάνω από σημείο Α του αρνητικού οπλισμού ένα σωματίδιο μάζας m=10^-7Kg και φορτίου q=+2 μC με ταχύτητα μέτρου υ₀.

Α) Να υπολογίσετε την ελάχιστη ταχύτητα εκτόξευσης του σωματιδίου ώστε να φθάσει στο θετικό οπλισμό.

Β) Να υπολογίσετε τη χρονική διάρκεια κίνησης του σωματιδίου από τη στιγμή t=0 μέχρι να βρεθεί ξανά στο σημείο εκτόξευσης, αν εκτοξευτεί με την ταχύτητα που υπολογίσατε στο προηγούμενο ερώτημα.

Αν το σωματίδιο εκτοξευθεί από το σημείο A, κατακόρυφα προς τα πάνω, με ταχύτητα μέτρου υ₁=υ₀/2, να υπολογίσετε:

Γ) Τη ελάχιστη απόσταση που θα πλησιάσει το θετικό οπλισμό.

Δ) Τη διαφορά δυναμικού μεταξύ του σημείου εκτόξευσης A και του σημείου Γ που το σωματίδιο σταματά στιγμιαία.

Θεωρείστε αμελητέες τις βαρυτικές αλληλεπιδράσεις.

 

Για να δείτε τη λύση πατήστε εδώ.