Решение

Совместим начало координат с точкой, где находился электрон в момент его попадания в поле конденсатора. Движение электрона в конденсаторе можно представить как результат сложения двух прямолинейных движений: равно- мерного движения со скоростью в горизонтальном направлении и равноускоренного движения с некоторым ускорением вдоль оси ОУ.

Ускорение вдоль оси ОУ создает электростатическая сила (силой тяжести по сравнению с электростатической пренебрегаем)

,

где е – заряд электрона, Е – напряженность поля.

 

 

 

Тогда уравнения, определяющие зависимость координат х и у и проекций скорости и от времени, будут иметь вид:

, , (1)

, . (2)

В момент вылета из конденсатора , y=h, . Тогда получим

; ; . (3)

В момент вылета модуль скорости равен

. (4)

Направление вектора определяется углом a, для которого, как видно из рисунка,

. (5)

Подставляя числовые значения, получим

м, ; tga=0,9; a » .

Пример 11.Конденсатор емкостью С₁=3мкФ был заряжен до разности потенциалов U₁=40В. После отключения от источника тока конденсатор соединили параллельно с другим незаряженным конденсатором емкостью С₂=5мкФ. Какая энергия W’ израсходуется на образование искры в момент присоединения второго конденсатора?