Elektrostatyka - 9.01
zadanie
zadanieMatura próbna marzec 2008
W elektrostatycznym liniowym akceleratorze Van de Graffa przyspieszano protony do energii 5 MeV. Podczas przyspieszania w jednorodnym polu elektrycznym na drodze 25 m protony uzyskiwały prędkość końcową o wartości
m/s. Natężenie prądu elektrycznego wiązki protonów, opuszczających ten akcelerator i kierowanych na tarczę pomiarową wynosiło 40 μA. W obliczeniach potraktuj przyspieszane protony nierelatywistycznie, pomiń ich początkową energię kinetyczną oraz przyjmij, że wszystkie przyspieszone protony zostają pochłonięte przez tarczę pomiarową.
a) Oblicz wartość natężenia pola elektrycznego przyspieszającego protony.
b) Oblicz czas przyspieszania protonów w akceleratorze.
c) Oblicz wartość siły, z jaką wiązka protonów działa na tarczę pomiarową.
d) Oblicz, z jaką szybkością należałoby odprowadzać ciepło z tarczy pomiarowej, na którą skierowano wiązkę protonów, aby temperatura tarczy nie ulegała zmianie.
W elektrostatycznym liniowym akceleratorze Van de Graffa przyspieszano protony do energii 5 MeV. Podczas przyspieszania w jednorodnym polu elektrycznym na drodze 25 m protony uzyskiwały prędkość końcową o wartości
m/s. Natężenie prądu elektrycznego wiązki protonów, opuszczających ten akcelerator i kierowanych na tarczę pomiarową wynosiło 40 μA. W obliczeniach potraktuj przyspieszane protony nierelatywistycznie, pomiń ich początkową energię kinetyczną oraz przyjmij, że wszystkie przyspieszone protony zostają pochłonięte przez tarczę pomiarową.a) Oblicz wartość natężenia pola elektrycznego przyspieszającego protony.
b) Oblicz czas przyspieszania protonów w akceleratorze.
c) Oblicz wartość siły, z jaką wiązka protonów działa na tarczę pomiarową.
d) Oblicz, z jaką szybkością należałoby odprowadzać ciepło z tarczy pomiarowej, na którą skierowano wiązkę protonów, aby temperatura tarczy nie ulegała zmianie.
Materiały zamieszczone w portalu SOFIZMAT podlegają ochronie prawnej na podstawie przepisów ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Bez zgody właścicieli zabronione jest m.in. ich kopiowanie, przedruk oraz udostępnianie w całości, jak i w części.