Comment faire pour convertir l'accélération de 2400 Volt

May 11

Comment faire pour convertir l'accélération de 2400 Volt


La force électrique F sur une charge q dans un champ électrique E est F = qE. L'unité scientifique standard pour le champ électrique est donc Newtons par Coulomb. (A Newton est une unité standard de force égale à environ 0,2 livres). Un volt est l'énergie cinétique acquise par une charge si on les laisse à accélérer entre deux points avec une différence de potentiel (tension) de V. Notez que parce que F = qE, le W de travail effectué par le champ électrique E sur une charge q sur une distance d est Fd = QED. Par la deuxième loi de Newton, l'accélération de la charge est F / m, où m est sa masse.

Instructions

1 Supposons que vous avez une masse de 0,01 g avec un Coulomb frais, et il est dans un champ électrique constant (comme il en existe entre les plaques de condensateur, par exemple). Supposons en outre que la différence de potentiel entre les deux plaques est de 2400 volts. Supposons en outre que la distance entre les deux plaques est de 0,03 mètres. Donc, un électron aurait à parcourir 3 centimètres pour obtenir de la plaque chargée négativement à la plaque chargée positivement.

2 Résolvez pour le travail effectué sur une charge sur une distance de 3cm par une différence de potentiel de 2400V. Puisque la tension = travail / frais = Fd et la charge est de 1 C, puis F = 2400V / 0.03m = 80.000 Newtons. Vous pouvez traiter la force comme constante sur la longueur de d, puisque le champ électrique E est constante entre les plaques de condensateur.

3 Déterminer l'accélération de la charge en utilisant la deuxième loi de Newton. F = ma devient 80,000N = 0,00001 kg a, où l'astérisque indique la multiplication. Donc accélération a est de 8 milliards de mètres par seconde au carré. Au moment où il frappe la plaque opposée, il se rendra à environ 22 km par seconde, soit 0,01 pour cent de la vitesse de la lumière.