Протон влетает в электрическое поле вертикального плоского конденсатора в точке, находящейся посередине между его пластинами (см. рисунок, вид сверху).
Расстояние между пластинами конденсатора составляет 1 см, длина пластин — 5 см, разность потенциалов между пластинами — 50 В. Чему должна быть равна минимальная скорость, с которой протон влетает в конденсатор, чтобы он смог пролететь его насквозь? Силой тяжести пренебречь.
1. Между пластинами конденсатора существует однородное электрическое поле, вектор напряженности которого направлен вертикально вниз и модуль равен На протон электрическое поле действует силой
2. В результате действия силы протон движется с ускорением, которое по второму закону Ньютона направлено вертикально вниз и по модулю равно
3. Проекция ускорения на ось Ox равна нулю, поэтому движение по горизонтали равномерное. Учитывая, что протон должен вылететь из конденсатора, перемещение по горизонтали равно длине пластин конденсатора. Перемещение в горизонтальном направлении равно:
4. Проекция ускорения на ось Oy, направленную вертикально вниз, положительна. Проекция начальной скорости на вертикальную ось равна нулю. Следовательно, по вертикали протон движется равноускорено и проекция его перемещения на вертикальную ось:
5. Объединяя все полученные уравнения, найдем скорость, с которой протон должен влететь в электрическое поле:
Ответ: 350 км/с.

