개념 이해
* 전위차 (전압) : 전위차 (전압)는 두 지점 사이의 단위 충전 당 전력 전위 에너지의 차이입니다. 하전 된 입자가 잠재적 차이를 통해 움직이면 운동 에너지를 얻거나 잃습니다.
* 작업 에너지 정리 : 물체에서 수행 된 작업은 운동 에너지의 변화와 같습니다. 이 경우, 전기장에 의해 양성자에서 수행 된 작업은 잃어버린 잠재적 에너지와 동일합니다.
* 양성자의 전하 : 양성자의 전하는 +1.602 x 10 ¹⁹ 쿨롱 (c)입니다.
계산
1. 잠재적 에너지 손실 :
양성자에 의해 손실 된 잠재적 에너지는 전하의 산물 및 전위차와 같습니다.
ΔPE =Q * ΔV =(1.602 X 10 ¹⁹ C) * (25000 V) =4 x 10 ¹⁵ j
2. 운동 에너지 이득 :
작업 에너지 정리에 따르면, 손실 된 잠재적 에너지는 얻은 운동 에너지와 동일합니다.
ΔKE =ΔPE =4 x 10 ¹⁵ j
3. 최종 운동 에너지 :
양성자는 휴식에서 시작되므로 초기 운동 에너지는 0입니다. 따라서 최종 운동 에너지는 다음과 같습니다.
ke_final =4 x 10⁻¹⁵ j
4. 최종 속도 :
운동 에너지는 양성자의 질량 (m) 및 속도 (v)와 관련이 있습니다.
ke_final =(1/2) * m * v²
최종 속도를 위해 해결하면 다음을 얻습니다.
v =√ (2 * ke_final / m)
양성자의 질량은 1.672 x 10 ℃ kg입니다. 값을 연결하기 :
v =√ (2 * 4 x 10 ¹⁵ j / 1.672 x 10⁻ 10 ~ kg) ≈ 2.19 x 10 ⁷ m / s
결과
양성자는 대략 2.19 x 10⁷ m/s 의 속도를 얻습니다. 25,000 볼트의 전위차를 통해 떨어진 후.
