Как найти энергию покоя протона

Задания

Версия для печати и копирования в MS Word

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

Найди верный ответ на вопрос ✅ «Чему равна энергия покоя протона? Масса покоя протона равна m_р=1,673*10^-27 кг. …» по предмету 📙 Физика, а если ответа нет или никто не дал верного ответа, то воспользуйся поиском и попробуй найти ответ среди похожих вопросов.

Искать другие ответы

Решение

Найдём
энергию покоя протона
:

=1,5·10^-10
Дж = 939 МэВ.

Релятивистская
формула кинетической энергии

откуда
находим скорость протона
.
Для простоты преобразований введёмтогдаоткуда

Расчёт
удобнее вести, подставив числовые
значения энергии в МэВ:

.

Ответ:
= 2,988·10⁸
.

Примечание.
После решения задач 5 и 5-А можно сравнить
возможности ускорения протонов и
электронов.

Задача
6. Определить
импульс и кинетическую энергию электрона,
движущегося со скоростью
= 0,9с,
где с
– скорость света в вакууме.

Дано:

=
0,9 с

P
—?
W_k
— ?

Решение

I способ.

Импульс частицы равен произведению
массы частицы на её скорость:

P
= m.
(1)

Так
как скорость электрона близка к скорости
света, то необходимо учесть зависимость
массы от скорости, определяемую по
формуле

,
(2)

где
m
– масса движущейся частицы;
– масса покоящейся частицы;— скорость частицы, выраженная в долях
скорости света.

Заменив
в формуле (1) массу m
по формуле (2) и приняв во внимание, что
,
получим

Подставив числовые значения, получим

.

В
релятивистской механике кинетическая
энергия частицы определяется как
разность между полной энергией
и энергией покояэтой частицы, то естьW_k
= m
–=(m
–)
.

Учитывая
формулу (2), получим

Подставляя
числовые значения, получим

Дж.

II способ.

Можно
найти кинетическую энергию, используя
формулу связи кинетической энергии W_k
и импульса:

Подставив
числовые значения, получим

Дж.

Ответ:
P
= 5,6·10^-22
,
W_k
= 1,06·10^-13
Дж.

Задача
7. На сколько
процентов изменится продольный размер
протона и электрона после прохождения
ими разности потенциалов U
=
10⁶
В?

Дано:

U
= 10⁶
В

m_p
= 1,67·10 ^-27
кг

m_е
= 9,11·10 ^-31
кг

Решение

Заряд
протона и электрона имеет одинаковые
числовые значения, поэтому они после
прохождения разности потенциалов U
приобретает
одинаковую кинетическую энергию, равную
работе электрического поля:

W_е
= qU
= 1,6··= 1,6·Дж = 1 МэВ.

Продольный размер тела

,

где
– длина в системе, неподвижной относительно
тела;l
– длина
тела, движущегося со скоростью
.

Относительное изменение продольного размера

Из
релятивистской формулы кинетической
энергии найдём значение
:

qU,

откуда

Тогда

Для
электрона

c²
= 0,511 МэВ; для протона

c²
= 939 МэВ.

Подставив
числовые данные, получим для электрона

Для
протона

Ответ:

Задача
8. Ускоритель
сообщил радиоактивному ядру скорость
0,4 с.
В момент вылета из ускорителя ядро
выбросило в направлении своего движения
-частицу
со скоростью 0,75 с
относительно ускорителя. Найти скорость
частицы относительно ядра.

Дано:

=
0,4 с

u
= 0,75 с

—
?

Решение

Скорость
тела u
относительно
неподвижной системы выражается формулой

где
— относительная скорость (скорость тела
относительно движущейся системы
отсчёта);– переносная скорость (скорость
движущейся системы отсчёта).

Преобразуя
это выражение, найдём скорость
:

Подставив
данные, получим

Ответ:

Задача
9. До какой
энергии нужно ускорить частицы в
циклотроне, если относительное увеличение
массы частицы не должно превышать 5 %?
Задачу решить для: а) электронов; б)
протонов.

Дано:

m_e
= 9,1кг

m_p
= 1,67кг

W_k
— ?

Соседние файлы в папке Часть 1

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #