Hvad er accelerationen af ​​en ladet partikelladning Q og masse M bevæger sig i ensartet elektrisk feltstyrke E?

forståelse af kræfterne

* Elektrisk kraft: En ladet partikel i et elektrisk felt oplever en styrke på grund af feltet. Denne styrke er givet af:

* f =qe

* F er den elektriske kraft (i Newtons)

* Q er gebyret for partiklen (i Coulombs)

* E er den elektriske feltstyrke (i Newton Per Coulomb eller Volt pr. Meter)

* Newtons anden lov: Denne grundlæggende lov vedrører kraft, masse og acceleration:

* f =ma

* F er nettokraften, der virker på et objekt (i Newton)

* m er objektets masse (i kilogram)

* A er accelerationen af ​​objektet (i meter pr. Sekund kvadrat)

afledning af accelerationen

1. Ligestilling af kræfter: Da den elektriske kraft er den eneste kraft, der virker på den ladede partikel, kan vi sidestille de to udtryk for kraft:

* QE =MA

2. Løsning til acceleration: Del begge sider af ligningen med massen (M) for at isolere accelerationen:

* a =(qe) / m

Nøglepunkter:

* retning: Retningen af ​​accelerationen er den samme som retningen på det elektriske felt, hvis ladningen er positiv, og modsat retning af feltet, hvis ladningen er negativ.

* ensartet felt: Denne afledning antager et ensartet elektrisk felt. Hvis feltet er ikke-ensartet, vil accelerationen variere afhængigt af feltstyrken på partikelens placering.

Eksempel:

Forestil dig en elektron (lad -1.602 x 10^-19 c, masse 9.109 x 10^-31 kg), der bevæger sig i et ensartet elektrisk felt af styrke 100 n/c.

* Elektronens acceleration ville være:

* A =(-1.602 x 10^-19 C * 100 N / C) / (9.109 x 10^-31 kg)

* a ≈ -1,76 x 10^13 m/s²

Det negative tegn indikerer, at elektronet accelererer i den modsatte retning på det elektriske felt (da det er negativt ladet).