решить задачу по физике, 10 класс! Электрон влетает в между пластинами плоского конденсатора, на которых поддерживается постоянная разность потенциалов U=60 В, под углом 60°. Модуль минимальной скорости, при которой он достигнет верхней пластины, равен ... Мм/с

Для решения этой задачи мы можем использовать законы сохранения энергии и законы движения.

1. Давайте начнем с определения данных и неизвестных в задаче:
- Разность потенциалов между пластинами конденсатора: U = 60 В
- Угол между направлением движения электрона и горизонтом: α = 60°
- Модуль минимальной скорости электрона: v

2. На данном этапе, нам нужно определить, какая энергия должна быть у электрона, чтобы достичь верхней пластины конденсатора. Мы можем использовать следующий закон сохранения энергии:

Экспертное разъяснение: когда электрон влетает в пластины конденсатора, происходит изменение его потенциальной энергии в электрическом поле конденсатора в кинетическую энергию, а также в изменение его потенциальной энергии в гравитационном поле Земли (если таковое существует). При достижении верхней пластины, кинетическая энергия должна быть максимальная, а потенциальная энергия в электрическом поле - минимальная.

3. Запишем формулу для энергии электрона на верхней пластине конденсатора:

Экспертное разъяснение: энергия электрона в данной задаче состоит из его кинетической энергии (`K`) и потенциальной энергии в электрическом поле конденсатора (`Uэ`). Поскольку энергия электрона в гравитационном поле не учитывается в данной задаче, мы будем считать, что она равна нулю.

E = K + Uэ

4. Выразим каждую из компонент энергии через известные величины:

- Кинетическая энергия: K = (1/2) * m * v^2 (формула кинетической энергии)
- Потенциальная энергия в электрическом поле: Uэ = q * U (здесь `q` - заряд электрона, `U` - разность потенциалов)

5. Подставим выражения для кинетической и потенциальной энергии в формулу сохранения энергии:

(1/2) * m * v^2 + q * U = 0

6. Теперь приведем уравнение к виду, в котором можно найти модуль скорости электрона. Для этого применим закон сохранения энергии еще раз:

(1/2) * m * v^2 = - q * U

7. Разобьем это уравнение на две части и приведем подобные слагаемые:

m * v^2 = - 2 * q * U

8. Найдем модуль скорости электрона:

v^2 = - 2 * q * U / m

(v > 0, так как говорится о минимальной скорости)

v = sqrt(- 2 * q * U / m)

9. Подставим известные значения для заряда электрона (`q`), разности потенциалов (`U`) и массы электрона (`m`):

q = 1.6 * 10^-19 Кл (заряд электрона)
U = 60 В
m = 9.1 * 10^-31 кг (масса электрона)

v = sqrt(- 2 * (1.6 * 10^-19 Кл) * (60 В) / (9.1 * 10^-31 кг))

10. Вычислим значение скорости электрона, округлив его до ближайшего целого числа:

v = sqrt(-(3.2 * 10^-18 Кл В) / (9.1 * 10^-31 кг)) ≈ 3.48 * 10^7 м/с

Ответ: Минимальная модульная скорость, при которой электрон достигнет верхней пластины, равна примерно 3.48 * 10^7 м/с.

Важно отметить, что в данной задаче мы использовали предположение о том, что потенциальная энергия электрона в гравитационном поле Земли не учитывается. Также стоит помнить, что решение задачи основано на предположении о идеальных условиях, без учета сопротивления среды и других возможных факторов.