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Moto di un protone in un campo elettrico

  

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un protone entra in prossimità dell'armatura positiva di un condensatore perpendicolarmente alle linee del campo elettrico con una velocità di 3*10^5 m/s. Se l'intensità del campo elettrico è 1,4*10^4, la distanza fra le armature è di 1,2mm e la lunghezza del condensatore 3,5 cm, determina il tempo di volo all'interno del condensatore e la velocità di uscita del protone. Risultati [t=12ms; v=3,4*10^5 m/s]
 
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In figura (presa dalla rete),  il protone parte da metà distanza d;

nel tuo esercizio devi vedere il protone che parte da un punto in alto,  vicino all'armatura positiva, e percorre in verticale uno spazio y quando esce dal condensatore;

d = 1,2 mm = 1,2 * 10^-3 m;  la velocità verticale voy = 0 m/s;

E = 1,4 * 10^4 N/C;

in orizzontale il moto è uniforme;

x = 3,5 cm = 3,5 * 10^-2 m;

vx = 3 * 10^5;

x = vx * t;

t = x / (vx) = 3,5 * 10^-2 / (3 * 10^5) = 1,17 * 10^-7 s;  circa 1,2 * 10^-7 s;

(tempo di volo, all'interno del condensatore, in questo tempo il protone esce dal campo E);

t =   0,12 * 10^-6 s = 12 microsecondi 12 = 12 μs

(non ms = millisecondi come hai scritto tu nel risultato).

Il moto verticale è accelerato;

a = F / m;

a = q E / m;

a = 1,602 * 10^-19 * 1,4 * 10^4 / (1,67 * 10^-27) = 1,34 * 10^12 m/s^2,

nel tempo t = 1,17 * 10^-7 s,   la velocità vy diventa:

vy = a * t = 1,34 * 10^12 * 1,17 * 10^7 = 1,57 * 10^5 m/s;

v finale = radicequadrata(vx^2 + vy^2);

v finale = radice[(3 * 10^5)^2 + (1,57 * 10^5)^2] ;

v finale = radice(11,46 * 10^5)= 3,38 * 10^5 m/s;

v finale = 3,4 * 10^5 m/s ( circa).

angolo di deviazione?

tan (angolo) = vy/vx = 1,57 * 10^5 /(3 * 10^5) = 0,523;

angolo = arctan(0,523) = 27,6°.

Ciao  @andre9670

 

 



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Se si può trattare il protone come particella classica le leggi del moto sono

 

vx = vi

vy = e E/m  t

 

per cui

 

d = vi T => T = d/vi = 0.035/(3*10^5) s = 1.2 *10^(-7) s

vyf = e E T/m = 1.602*10^(-19)*1.4*10^4*1.2*10^(-7)/(1.67*10^(-27)) m/s =

= 1.6115 * 10^5 m/s

|vf| = sqrt (3^2 + 1.6115^2) * 10^5 m/s = 3.4 * 10^5 m/s

@eidosm ok grazie, però il tempo non dovrebbe venire con un 10^-3, per darmi millisecondi, invece per il calcolo finale non ho capito l'uso del: sqrt (3^2 + 1.6115^2) * 10^5 m/s.

 

Non so cosa ha combinato col tempo tf. Il passaggio finale é v = sqrt (vx^2 + vy^2)

modulo di un vettore a due componenti

@eidosm ok perfetto grazie mille



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SOS Matematica

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