Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Een elektron en een proton bevinden zich in een uniform elektrisch veld. Wat is de verhouding van hun versnelling?

Hier leest u hoe u de verhouding van de versnellingen van een elektron en een proton in een uniform elektrisch veld kunt bepalen:

Inzicht in de concepten

* elektrische kracht: Een geladen deeltje ervaart een kracht in een elektrisch veld. De omvang van deze kracht wordt gegeven door:

F =QE

waar:

* F is de kracht

* Q is de lading van het deeltje

* E is de sterkte van het elektrische veld

* de tweede wet van Newton: Deze wet stelt dat de versnelling van een object recht evenredig is met de netto kracht die erop werkt en omgekeerd evenredig met zijn massa:

a =f/m

waar:

* A is de versnelling

* F is de netto kracht

* M is de massa

afleiding

1. Force on Electron: De kracht op een elektron (lading -e) in een elektrisch veld is:

F_electron =-ee

2. Force op proton: De kracht op een proton (lading +E) in hetzelfde elektrische veld is:

F_proton =+ee

3. versnelling van elektron: Met behulp van de tweede wet van Newton:

a_electron =f_electron / m_electron =(-ee) / m_electron

4. Versnelling van proton: Met behulp van de tweede wet van Newton:

a_proton =f_proton / m_proton =(ee) / m_proton

5. verhouding van versnellingen: Verdeel de versnelling van het elektron door de versnelling van het proton:

(a_electron) / (a_proton) =[(-ee) / m_electron] / [(ee) / m_proton]

Vereenvoudiging, we krijgen:

(a_electron) / (a_proton) =- (m_proton / m_electron)

resultaat

De verhouding van de versnelling van het elektron tot de versnelling van het proton is gelijk aan de negatieve verhouding van hun massa . Omdat het proton veel zwaarder is dan het elektron, zal het elektron een veel grotere versnelling in hetzelfde elektrische veld ervaren.

Belangrijke opmerking: Het negatieve teken geeft aan dat het elektronen en het proton in tegengestelde richtingen versnellen vanwege hun tegengestelde ladingen.