Một ion âm OH- có khối lượng 2,833.10^-26 kg được thổi ra từ máy lọc không khí với vận tốc 10 m/s

Câu 19.9 trang 40 Sách bài tập Vật Lí 11: Một ion âm OH^- có khối lượng 2,833.10^-26 kg được thổi ra từ máy lọc không khí với vận tốc 10 m/s, cách mặt đất 80 cm ở nơi có điện trường của Trái Đất bằng 120 V/m. Dưới tác dụng của lực điện, sau một thời gian, người ta quan sát thấy ion đang chuyển động với vận tốc 0,5 m/s ở vị trí cách mặt đất 1,5 m. Hãy xác định công cản mà môi trường đã thực hiện trong quá trình dịch chuyển của ion nói trên.

Trả lời

Cơ năng lúc ban đầu của ion âm OH^- bằng:

$W_1=qE{h}_1+\frac{m{v}_1^2}{2}=\left(-1,6\cdot {10}^{-19}\right)\cdot 120\cdot 0,8+\frac{2,833\cdot {10}^{-26}\cdot {10}^2}{2}=-1,536\cdot {10}^{-17}\text{J}$

Cơ năng lúc sau của ion âm OH^- bằng:

$W_2=qE{h}_2+\frac{m{v}_2^2}{2}=\left(-1,6\cdot {10}^{-19}\right)120\cdot 1,5+\frac{2,833\cdot {10}^{-26}\cdot 0,5^2}{2}=-2,880\cdot {10}^{-17}\text{J}$

Độ biến thiên cơ năng sẽ bằng với công cản của môi trường trong chuyển động của ion âm từ vị trí thứ nhất đến vị trí thứ hai: $A_{\text{can}}=W_2-W_1=-1,344\cdot {10}^{-17}\text{J.}$

Xem thêm các bài giải SBT Vật Lí lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 17: Khái niệm điện trường

Bài 18: Điện trường đều

Bài 19: Thế năng điện

Bài 20: Điện thế

Bài 21: Tụ điện

Bài tập cuối chương 3