+ cos(45 ) i + sin(45 ) j + cos(45 ) i sin(45 ) j +

Σχετικά έγγραφα
25, 000 Hz 1 + v S Hz = I 2

E = P t = IAt = Iπr 2 t = J (1)

Φυσική για Μηχανικούς

1η Εργασία στο Μάθημα Γενική Φυσική ΙΙΙ - Τμήμα Τ1. Λύσεις Ασκήσεων 1 ου Κεφαλαίου

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

Φυσική για Μηχανικούς

400 = t2 (2) t = 15.1 s (3) 400 = (t + 1)2 (5) t = 15.3 s (6)

Σ F x = 0 T 1x + T 2x = 0 = T 1 cos(θ 1 ) = T 2 cos(θ 2 ) (2) F g cos(θ 2 ) (sin(θ 1 ) cos(θ 2 ) + cos(θ 1 ) sin(θ 2 )) = F g cos(θ 2 ) T 1 =

sin(30 o ) 4 cos(60o ) = 3200 Nm 2 /C (7)

u = x t t = t 0 = T = x u = = s t = = s u = u bat 1 + T c = 343 m/s 273

Φυσική για Μηχανικούς

dq dv = k e a 2 + x 2 Q l ln ( l + a 2 + l 2 ) 2 10 = (

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-112: Φυσική Ι Χειµερινό Εξάµηνο 2016 ιδάσκων : Γ. Καφεντζής. εύτερη Σειρά Ασκήσεων - Λύσεις.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-112: Φυσική Ι Χειµερινό Εξάµηνο ιδάσκων : Γ. Καφεντζής. Τελική Εξέταση

Ροπή αδράνειας. q Ας δούµε την ροπή αδράνειας ενός στερεού περιστροφέα: I = m(2r) 2 = 4mr 2

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

y = u i t 1 2 gt2 y = m y = 0.2 m

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-112: Φυσική Ι Χειµερινό Εξάµηνο ιδάσκων : Γ. Καφεντζής. Τελική Εξέταση

1. Στατικός Ηλεκτρισµός

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-112: Φυσική Ι Χειµερινό Εξάµηνο 2016 ιδάσκων : Γ. Καφεντζής. εύτερο Φροντιστήριο

Κεφάλαιο 21 Ηλεκτρικά Φορτία και Ηλεκτρικά Πεδία. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Ενέργεια στην περιστροφική κίνηση


14 Εφαρµογές των ολοκληρωµάτων

Κεφάλαιο Η2. Ο νόµος του Gauss

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΜΕΤΑΞΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ

8η Εργασία στο Μάθημα Γενική Φυσική ΙΙΙ - Τμήμα Τ1 Ασκήσεις 8 ου Κεφαλαίου

ΘΕΜΑ 1. Ονοματεπώνυμο. Τμήμα

a x (t) = d dt u x(t) = d dt dt x(t) )

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Β Τάξης ΓΕΛ 4 ο ΓΕΛ ΚΟΖΑΝΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΣΤΕΦΑΝΟΥ Μ. ΦΥΣΙΚΟΣ

Φυσική για Μηχανικούς

ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΦΟΡΤΙΩΝ ΣΕ Ο.Μ.Π. 1. Στο σχήμα δίνονται δύο ομογενή μαγνητικά πεδία με εντάσεις μέτρων Β 2 =2Β 1

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Φεβρουάριος 2004

Κεφάλαιο 21 Ηλεκτρικά Φορτία και Ηλεκτρικά Πεδία. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-112: Φυσική Ι Χειµερινό Εξάµηνο 2017 ιδάσκων : Γ. Καφεντζής. Εκτη Σειρά Ασκήσεων

ΦΥΕ14-5 η Εργασία Παράδοση

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Μηχανική Στερεού - µέρος Ι Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

Κεφάλαιο 27 Μαγνητισµός. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

1. Ηλεκτρικό Φορτίο. Ηλεκτρικό Φορτίο και Πεδίο 1

Ορίζοντας την δυναμική ενέργεια σαν: Για μετακίνηση του φορτίου ανάμεσα στις πλάκες: Ηλεκτρικό Δυναμικό 1

Ηλεκτρομαγνητισμός. Ηλεκτρικό πεδίο νόμος Gauss. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

Εφαρμογές Νόμος Gauss, Ηλεκτρικά πεδία. Ιωάννης Γκιάλας 7 Μαρτίου 2014

7.1 Τα πρώτα πειράματα της χρονιάς.

Α) Η επιφάνεια Gauss έχει ακτίνα r μεγαλύτερη ή ίση της ακτίνας του κελύφους, r α.

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-112: Φυσική Ι Χειµερινό Εξάµηνο 2018 ιδάσκων : Γ. Καφεντζής. Πρώτη Σειρά Ασκήσεων

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

Κίνηση σε Ηλεκτρικό Πεδίο.

ΔΙΑΛΕΞΗ 2 Νόμος Gauss, κίνηση σε ηλεκτρικό πεδίο. Ι. Γκιάλας Χίος, 28 Φεβρουαρίου 2014

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ ιδάσκων : Ε. Στεφανόπουλος 12 ιουνιου 2017

Ασκήσεις 2 ου Κεφαλαίου, Νόμος του Gauss

Φυσική για Μηχανικούς

W = 6.34 kn (2) F = u 2 f = u2 i + 2a(x f x i ) a = u2 f u2 i 2x f. F = d U(x) (5)

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2019

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

ΦΥΣ Πριν αρχίσετε συµπληρώστε τα στοιχεία σας (ονοµατεπώνυµο και αριθµό ταυτότητας).

ΦΥΣ Πριν αρχίσετε συµπληρώστε τα στοιχεία σας (ονοµατεπώνυµο και αριθµό ταυτότητας).

Φυσική για Μηχανικούς

2. Οι νόµοι της κίνησης, οι δυνάµεις και οι εξισώσεις κίνησης

Ηλεκτρομαγνητισμός. Ηλεκτρικό πεδίο νόμος Gauss. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

Φυσική για Μηχανικούς

Ηλεκτρικό φορτίο Ηλεκτρικό Πεδίο

ΚΕΝΤΡΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΧΗΜΕΙΑΣ Ε ΟΥΑΡ ΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Λεωφ. Κηφισίας 56, Αµπελόκηποι, Αθήνα Τηλ.: ,

Φυσική για Μηχανικούς

ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΛΑΙΟΤΕΡΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

sin ϕ = cos ϕ = tan ϕ =

Φυσική για Μηχανικούς

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

b proj a b είναι κάθετο στο

Q (όπου Q το φορτίο και V η τάση

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Μηχανική Στερεού Σώµατος Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

Ηλεκτροστατικέςδυνάµεις καιηλεκτρικόπεδίο. Κυριάκος Κουγιουµτζόπουλος 1

1.Η δύναμη μεταξύ δύο φορτίων έχει μέτρο 120 N. Αν η απόσταση των φορτίων διπλασιαστεί, το μέτρο της δύναμης θα γίνει:

Κεφάλαιο 22 Νόµος του Gauss. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

ΦΥΣ Τελική Εξέταση : 9-Δεκεμβρίου Υπεύθυνος Μαθήματος: Τζιχάντ Μούσα

1. Για το σύστηµα που παριστάνεται στο σχήµα θεωρώντας ότι τα νήµατα είναι αβαρή και µη εκτατά, τις τροχαλίες αµελητέας µάζας και. = (x σε μέτρα).

Θέµα 1 ο. iv) πραγµατοποιεί αντιστρεπτές µεταβολές.

u 2 2 = u a 1 (x 2 x 1 ) = (0) 2 = (50) 2 + 2( 10)(x 2 x 1 ) x 2 = x m (1)

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΕΥΤΕΡΑ 18 ΙΟΥΝΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ: ΦΥΣΙΚΗ

x(t) 2 = e 2 t = e 2t, t > 0

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

πάχος 0 πλάτος 2a μήκος

Συνταγολόγιο Φυσικής Μηχανική Στερεού Σώµατος. Επιµέλεια: Μιχάλης Ε. Καραδηµητρίου, MSc Φυσικός.

Hλεκτρικό. Πεδίο. Ζαχαριάδου Αικατερίνη Γενικό Τμήμα Φυσικής, Χημείας & Τεχνολογίας Υλικών Τομέας Φυσικής ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ

Ποια πρέπει να είναι η ελάχιστη ταχύτητα που θα πρέπει να έχει το τρενάκι ώστε να µη χάσει επαφή µε τη τροχιά στο υψηλότερο σηµείο της κίνησης; F N

Κίνηση σε Ηλεκτρικό Πεδίο.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Χημείας Φυσική 1 1 Φεβρουαρίου 2017

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΜΕΤΑΞΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ 23/4/2009

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. Άσκηση 1. (Ροπή αδράνειας - Θεμελιώδης νόμος στροφικής κίνησης)

Παράδειγµα διατήρησης στροφορµής

1)Βρείτε την εξίσωση για το επίπεδο που περιέχει το σηµείο (1,-1,3) και είναι παράλληλο προς το επίπεδο 3x+y+z=a όπου a ένας αριθµός.

W Bά. Υπενθύμιση από την Α τάξη. Το έργο του βάρους κατά την ανύψωση του κουτιού από τη θέση A στη θέση Γ είναι ίσο με W=-mgh

ΕΠΙΛΟΓΗ ΘΕΜΑΤΩΝ ΠΑΝΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Φυσική για Μηχανικούς

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ ΗΜ: 1/7/14 ΣΤΕΦ - ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ Α ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ -ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ.

Transcript:

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών HY-112: Φυσική Ι Χειµερινό Εξάµηνο 2018 ιδάσκων : Γ. Καφεντζής Τέταρτο Φροντιστήριο Επιµέλεια : Αναστασία Πεντάρη Υποψήφια ιδάκτωρ Ασκηση 1. Πόση είναι η δύναµη F στο 1 nc ϕορτίο, ϐρίσκεται στο µέσο του παρακάτω σχήµατος εξαιτίας των υπολοίπων τεσσάρων ϕορτίων; ώστε την απάντηση σας υπό την µορφή συνιστωσών. Τοποθετούµε το ϕορτίο q 1 στην αρχή των αξόνων και τα q 2, q 3, q 4, q 5 στο πρώτο, δεύτερο, τρίτο και τέταρτο τεταρτηµόριο αντίστοιχα. Η ηλεκτρική ενέργεια στο q 1 είναι το διάνυσµα του αθροίσµατων των ηλεκτρικών ενεργειών των υπολοίπων τεσσάρων ϕορτίων. Το µέγεθος των περιµετρικών ϕορτίων είναι το ίδιο και για τα τέσσερα καθώς οι ϕορτίσεις του είναι ίσες (κατά απόλυτη τιµή) και ισαπέχουν από το q 1. Εποµένως F 2 on 1 = F 3 on 1 = F 4 on 1 = F 5 on 1 = (9 109 Nm 2 / C 2 )(2 10 9 C)(1 10 4 C) (0.5 10 2 m) 2 + (0.5 10 2 m) 2 = 3.6 10 4 N Άρα F on 1 = (3.6 10 4 N, αποµακρυνόµενη από το q 2 ) + (3.6 10 4 N, αποµακρυνόµενη από το q 3 ) + (3.6 10 4 N, αποµακρυνόµενη από το q 4 ) + (3.6 10 4 N, αποµακρυνόµενη από το q 5 ). Αναλύοντας σε συνιστώσες παίρνουµε ] [ ] [ ] + cos(45 ) i + sin(45 ) j + cos(45 ) i sin(45 ) j + F on 1 = F on 1 ([ cos(45 ) i sin(45 ) j [ ]) cos(45 ) i + sin(45 ) j = (3.6 10 4 N)( 4 cos(45 ) j = 1 10 3 i N.

Φυσική Ι - 2018/Τέταρτο Φροντιστήριο 2 Ασκηση 2. Ενα ηλεκτρικό πεδίο E = 100000î N/C προκαλεί σε ένα σωµατίδιο 5 g ϕόρτιση τέτοια ώστε να κρέµεται υπό γωνία 20. Πόση είναι η ϕόρτιση στο σωµατίδιο ; Θεωρούµε την ϕόρτιση του σωµατιδίου ότι περιγράφεται ως σηµειακή ϕόρτιση. Το σωµατίδιο ισορροπεί στο ηλεκτρικό πεδίο όταν το νήµα σχηµατίζει γωνία 20 µε τον οριζόντιο άξονα. Οι τρείς δυνάµεις που δρούν στην ϕορτισµένη µπάλα είναι η ηλεκτρική δύναµη του πεδίου, η ϐαρύτητα και η τάση του νήµατος. Από τον δεύτερο νόµο του Newton, για το σωµατίδιο, έχουµε F net = T + F G + F e = 0 και αναλύωντας σε συνιστώσες παίρνουµε (F net ) x = T x + 0 N + qe = 0 N, (F net ) y = T y mg + 0 N = 0 N Άρα ιαιρούµε κατά µέλη T sin θ = qe, T cos θ = mg tan θ = qe mg q = mg tan θ E = (5 10 3 kg)(9.8 N/kg) tan 20 100000 N/C = 1.78 10 7 C = 0.18µ C

Φυσική Ι - 2018/Τέταρτο Φροντιστήριο 3 Ασκηση 3. Μια πλαστική ϱάβδος µε γραµµική ϕόρτιση πυκνότητας λ λυγίζεται σε τεταρτοκύκλιο, όπως ϕαίνεται στο σχήµα. Θέλουµε να ϐρούµε το ηλεκτρικό πεδίο στην αρχή των αξόνων (αʹ) Γράψτε παραστάσεις για τις x και y συνιστώσες στην αρχή των αξόνων, οι οποίες οφείλονται σε µια µικρή ϕόρτιση υπό γωνία ˆθ. (ϐʹ) Γράψτε, χωρίς να τα υπολογίσετε, τα αόριστα ολοκληρώµατα των x και y συνιστωσών του ηλεκτρικού πεδίου στην αρχή των αξόνων. (γʹ) Υπολογίστε τα ολοκληρώµατα και ϐρείτε το E net υπό την µορφή συνιστωσών. Η αρχή του συστήµατος συντεταγµένων ϐρίσκεται στο κέντρο του κύκλου. Χωρίζουµε την ϱάβδο σε αρκετά µικρά τµήµατα ϕόρτισης q και µε µήκος τόξου s. (αʹ) Το τµήµα i δηµιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο E i στην αρχή των αξόνων µε δύο συνιστώσες (E i ) x = E i cos θ i (E i ) y = E i sin θ i Παρατηρούµε ότι η γωνία ˆθ i εξαρτάται από την ϑέση του τµήµατος i. Ολα τα τµήµατα έχουν απόσταση r i = R από την αρχή των αξόνων E i = 1 4πε 0 q r 2 i = 1 q 4πε 0 R

Φυσική Ι - 2018/Τέταρτο Φροντιστήριο 4 Η πυκνότητα της γραµµικής ϕόρτισης της ϱάβδου είναι λ = Q/L, όπου L είναι το µήκος της ϱάβδου (L = πr/2 ως τεταρτοκύκλιο). Αυτό µας επιτρέπει να σχετίσουµε την ϕόρτιση q µε το µήκος τόξου s µέσω της σχέσης q = λs = ( Q L ) s = ( 2Q πr ) s µε s = Rθ. Οι συνιστώσες του ηλεκτρικού πεδίου στην αρχή των αξόνων (E i ) x = 1 q 4πε 0 R 2 cos θ i = 1 ( ) 1 2Q 4πε 0 R 2 Rθ cos θ i = 1 ( ) 2Q πr 4πε 0 πr 2 θ cos θ i (E i ) y = 1 q 4πε 0 R 2 sin θ i = 1 ( ) 1 2Q 4πε 0 R 2 Rθ sin θ i = 1 ( ) 2Q πr 4πε 0 πr 2 θ sin θ i (ϐʹ) Οι x, y συνιστώσες του ηλεκτρικού πεδίου για ολόκληρη την ϱάβδο είναι τα ολοκληρώµατα της προηγούµενης ερώτησης από θ = 0 ra έως θ = π/2 ra. Άρα (γʹ) Επιλύουµε τα ολοκληρώµατα E x = 1 ( ) π/2 2Q 4πε 0 πr 2 0 cos θθ E y = 1 4πε 0 ( ) π/2 2Q πr 2 0 sin θθ π/2 0 sin θθ = [ cos θ] π/2 0 = (cos π ) 2 cos 0 = 1 π/2 0 cos θθ = [ sin θ] π/2 0 = (sin π ) 2 sin 0 = 1 Συνεπώς το ηλεκτρικό πεδίο είναι E = 1 4πε 0 2Q πr 2 ( i + j)

Φυσική Ι - 2018/Τέταρτο Φροντιστήριο 5 Ασκηση 4. Χρειάζεται να κάνουµε µια δέσµη ηλεκτρονίων να στρίψει κατα 90. Αυτό µπορεί να επιτευχθεί µέσω της διάταξης του παρακάτω σχήµατος. Ενα ηλεκτρόνιο µε κινητική ενέργεια 3 10 17 J εισέρχεται απο µια µικρή οπή από το κάτω µέρος της διάταξης. (αʹ) Πως ϑα πρέπει να είναι ϕορτισµένες οι δύο πλάκες ώστε το ηλεκτρόνιο να στρίψει δεξιά ; (ϐʹ) Πόσο µέγεθος πρέπει να έχει το ηλεκτρικό πεδίο αν το ηλεκτρόνιο εξέρχεται από οπή η οποία ϐρίσκεται 1 cm µακρυά από την οπή εισόδου ; Το ηλεκτρικό πεδίο στην διάταξη είναι οµοιόµορφο, εποµένως τα ηλεκτρόνια ϑα έχουν σταθερή επιτάχυνση. (αʹ) Η πλάκα που ϐρίσκεται στο κάτω µέρος της διάταξης ϑα έχει ϑετική ϕόρτιση. Το ηλεκτρόνιο ϑα πρέπει να απωθηθεί από την πλάκα του άνω µέρους, δηλαδή ϑα πρέπει να έχει αρνητική ϕόρτιση. Το ηλεκτρικό πεδίο πρέπει να έχει κατεύθυνση όπως ϕαίνεται στο σχήµα, άρα η κατεύθυνση του ηλεκτρονίου a είναι προς την πλάκα που ϐρίσκεται στο κάτω µέρος. (ϐʹ) Επιλέγουµε ένα σύστηµα συντεταγµένων xy ώστε ο άξονας x x να είναι παράλληλος µε την πλάκα, που ϐρίσκεται στο κάτω µέρος της διάταξης. Η αρχή των αξόνων είναι το σηµείο εισόδου του ηλεκτρονίου. Τότε η επιτάχυνση του ηλεκτρονίου, που είναι παράλληλη µε το ηλεκτρικό πεδίο, είναι a = a j. Για την κινητική ενέργεια έχουµε K = 1 2 mv2 0 = 3 10 17 J η οποία µας δίνει αρχική ταχύτητα v 0 = (2 K/m) 1/2 = 8.115 10 6 m/s. Άρα οι συνιστώσες της ταχύτητας, στην αρχική κατάσταση, είναι v x0 = v 0 cos 45 = 5.72 10 6 m/s v y0 = v 0 sin 45 = 5.72 10 6 m/s

Φυσική Ι - 2018/Τέταρτο Φροντιστήριο 6 Ποια επιτάχυνση a επιτρέπει στο ηλεκτρόνιο να περάσει από το σηµείο (x 1, y 1 ) = (1 cm, 0 cm) ; Για τις εξισώσεις κίνησης έχουµε x 1 = x 0 + v x0 t 1 + 1 2 a xt 2 1 = v x0 t 1 = 0.01 m y 1 = y 0 + v y0 t 1 + 1 2 a yt 2 1 = 0 m Από την εξίσωση στον άξονα x x ϐρίσκουµε t 1 = x 1 /v x0 = 1.742 10 9 s. Συνεπώς από την εξίσωση στον άξονα y y έχουµε a = 2v y0t 1 t 2 = 6.59 10 15 m/s 2 1 Οµως η επιτάχυνση του ηλεκτρονίου σε ηλεκτρικό πεδίο είναι a = F elec m = q elece m = ee m E = ma e = (9.11 10 31 kg)( 6.59 10 15 m/s 2 ) 1.6 10 19 = 37500N/C C

Φυσική Ι - 2018/Τέταρτο Φροντιστήριο 7 Ασκηση 5. (αʹ) Στο παρακάτω σχήµα, ο κυλινδρικός ϕλοιός ακτίνας R είναι οµοιόµορφα ϕορτισµένος µε συνολικό ϕορτίο Q, και έχει ύψος l. Προσδιορίστε το ηλεκτρικό πεδίο σε απόσταση δεξιά του. Hint: Θεωρήστε τον ϕλοιό ως ένα σύνολο από ϕορτισµένα δακτυλίδια. Το ηλεκτρικό πεδίο που προκαλεί ένα δακτυλίδι πάνω στην ευθεία που περνάει απά το κέντρο του και είναι κάθετη στο επίπεδό του δίνεται από τη x σχέση : E = k e Q (R 2 +x 2 ) 3/2 (ϐʹ) Αντί για ϕλοιό, ϑεωρήστε ένα συµπαγή κύλινδρο µε ίδιες διαστάσεις όπως προηγουµένως και ϕορτίο Q οµοιό- µορφα κατανεµηµένο στον όγκο του, και ξαναλύστε το πρόβληµα. Hint: Θεωρήστε τον κύλινδρο ως ένα σύνολο από ϕορτισµένους δίσκους. Το ηλεκτρικό πεδίο που προκαλεί ένας δίσκος πάνω ( στην ευθεία ) που περνάει απά το κέντρο του και είναι κάθετη στο επίπεδό του δίνεται από τη σχέση : E = 2keQ x 1 R 2 (R 2 +x 2 ) 1/2 (αʹ) Ορίζουµε ως x = 0 το σηµείο που Ϲητείται το πεδίο. Ενας δακτύλιος µε πάχος x έχει ϕορτίο Qx/l, και παράγει πεδίο στο Ϲητούµενο σηµείο που δίνεται ως E = k e x Qx i (x 2 + R 2 ) 3/2 (1) l Το συνολικό πεδίο είναι E = = k eq i 2l E = +l +l = k eq i (x 2 + R 2 ) 1/2 2l 1/2 [ = k eq 2l k e x Qx i (x 2 + R 2 ) 3/2 (2) l (x 2 + R 2 ) 3/2 2xx (3) l+ 1 ( 2 + R 2 ) 1/2 1 (( + l) 2 + R 2 ) 1/2 ] (4) i (5) (ϐʹ) Σκεφτείτε τον κύλινδρο σαν ένα σύνολο από δίσκους, καθένας µε πάχος x, ϕορτίο Qx/l και επιφανειακό ϕορτίο σ = Qx/πR 2 l. Ενας δίσκος παράγει πεδίο ( E = 2πk eqx x πr 2 1 l (x 2 + R 2 ) 1/2 ) i (6)

Φυσική Ι - 2018/Τέταρτο Φροντιστήριο 8 Οπότε το συνολικό πεδίο είναι E = E = +l [ = 2k +l eq R 2 l [ = 2k eq R 2 l = 2k eq R 2 l ( ) 2k e Qx x R 2 1 i l (x 2 + R 2 ) 1/2 (7) ] +l x 1 (x 2 + R 2 ) 1/2 2xx i (8) 2 x +l 1 (x 2 + R 2 ) 1/2 +l] i (9) 2 1/2 [ l + ( 2 + R 2 ) 1/2 (( + l) 2 + R 2 ) 1/2] i (10)