Протон влетает в электрическое поле конденсатора параллельно его пластинам в точке, находящейся посередине между его пластинами (см. рис.).
Минимальная скорость с которой протон должен влететь в конденсатор, чтобы затем вылететь из него, равна 350 км/с. Длина пластин конденсатора 5 см, расстояние между пластинами 1 см. Какова напряженность электрического поля конденсатора? Поле внутри конденсатора считать однородным, силой тяжести пренебречь.
Между пластинами конденсатора существует однородное электрическое поле, вектор напряженности которого направлен вертикально вниз. На протон электрическое поле действует силой
В результате действия силы протон движется с ускорением, которое по второму закону Ньютона направлено вертикально вниз и по модулю равно
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:
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:
Объединяя все полученные уравнения, найдем напряженность поля между пластинами конденсатора:
Ответ: 5 кВ/м.

