Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.
Nástěnka
❗22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
❗04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
❗23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.
Nejste přihlášen(a). Přihlásit
Stránky: 1 2
Zdravím uctivě,
potřeboval bych pomoct s příkladem, který mi zničil celé nedělní odpoledne:
Paprsek elektronů vstupuje mezi dvě nabité desky rovnoběžné s rovinou yz vzdálené 4 cm od sebe rychlostí v = (0,6.10na8;0;0) m.s-1. Určete plošnou hustotu náboje na deskách, je-li výstupní rychlost paprsku z prostoru mezi deskami v = (10na8;0;0) m.s-1
Dík moc.
Offline
↑ Koupala:
PH - plošná hustota
Eo - permitivita vakua
e - náboj elektronu
1)PH=U.Eo/d
dále platí
2)1/2 . m . v^2= U.Q = U . e
Z údaje, že elektron vlétá do el.pole rychlostí 0,6.10^8 m.s^-1 a vylétá rychlostí 1.10^8 m.s^-1, tak získala ve směru kolmém rychlost 0,8.10^8 m.s^-1. Vycházím z Pythagorovy věty.
Tím znám získanou Ek v el poli a mohu vyjádřit U ze vztahu 2) a dosadit do vztahu 1). Zkus. Uvidíme? Když tak se připojí odborníci, že Ivano:-)
Offline
↑ marnes: Zdravím :-) televize nestojí za nic tak přemýšlím ...
.... vím výsledek , ale zatím nevím jak na to :-(
.. zkusím tvůj postup .. tohle by mělo vyjít :
Offline
↑ marnes: :-)) .. já někde dělám chybu, ... ale jsem ráda že to vyšlo .. prosím napiš dílčí výsledky .. díky. Jsi frajer :-)) .. já bych nepřišla na toho Pythagora u rychlostí .. ZZE to mne napadlo , ale ta rychlost ne .. počítala jsem to nějak přes zrychlení .. no prostě nesmysl :-(
Offline
Uvedený postup je špatně. ↑ marnes: předvedl jeden z nejkrásnějších případů, které jsem kdy viděl, kdy se "požerou" dvě chyby a vyjde správný výsledek. Tak jsem zvědavý, kdo ty chyby odhalí :-)
(pozn.: autorovi dotazu jsem správný postup poslal)
Offline
↑ BrozekP: Zdravím a přeji hezký pracovní týden, naštěstí je kratší ... :-)
K tomu řešení .... :-( ..... tak to abych začala od začátku , kdyby se nezadařilo , doufám že nás ostatní nenecháš v nevědomosti a poradíš , jak na to. Ale dej chvíli čas, když tazatel už řešení má. :-)
Offline
↑ BrozekP:Tak takhle mi pokazit celý týden, fuj:-):-):-) A já měl takovou radost, že mi to vyšlo:-(Problém je v tom, že když má někdo nějakou myšlenku, tak těžko hledá ve svém řešení chyby. To spíš je najdu u jiného:-) Ale nějakou zradu tuším v těch souřadnicích, protože já skládal vektory rychlostí a tam je změna směru?
Offline
Offline
↑ BrozekP: Zdravím :-)
Tak já posílám jenom takový nápad, ale jak z něj dál ? ... Nevím :-(
Offline
↑ Ivana:Já se někdy zaseknu na úplných banalitách. Tady si třeba vůbec nedovedu představit, jak mezi desky rovnoběžné s rovinou yz může vlétnout částice ve směru osy x??? To ty elektrony projdou těma deskama?? Prostě na tom krku mám někdy error:-(
Offline
↑ marnes: No, já si to taky neumím představit .. :-(
Zato to tvoje původní řešení vypadalo elegantně a ono nic :-( ... člověk se fakt učí celý život a nikdy nemá konec , pořád je něco, co ho překvapuje , že ?
Offline
↑ Ivana:Asi poprosím Brozkap o řešení. Navíc nemám tolik času, abych se tomu mohl věnovat celé dny. Sice profesionální čest mi velí počítej, ale mé druhé já říká běž si dát dobrou večeři, kávičku a ten čas věnuj příkladům, které vyřešíš a pomohou druhým. Tím se Brozkovi omlouvám, ale už příklad řešit nebudu.
Offline
↑ BrozekP:Asi tě poprosíme o řešení :-) . Píši i za kolegu ↑ marnes:a určitě oba děkujeme za dořešení úlohy :-)
Offline
↑ Ivana:
Tímto příspěvkem je vyřešena jedna chyba. Obrázek už odpovídá zadání. Pro elektrony jsou v elektrodách díry, s těmi se ve výpočtu samozřejmě nepočítá, protože by se pak nic spočítat nedalo. (Pro urychlení elektronů třeba v crt televizi zkuste vyhledat "elektronové dělo"/"electron gun")
Výsledek ti nesedí už z rozměrových důvodů, zkus to přepočítat nebo aspoň uvést ty úpravy.
Offline
↑ BrozekP: No vidíš to, obyčejná díra:):-) To bych nedal ani kdyby coby:-(
Offline
Omlouvám se, že jsem vás nechal tak dlouho čekat, nějak jsem na toto téma pozapomněl.
Značení:
- rychlost před urychlením
- rychlost po urychlení
Chyba je v tom, že změna kinetické není
ale
.
Marnes ale z chybné geometrie pomocí Pythagorovy věty spočítal
,
takže chybný vzorec pro výpočet změny kinetické energie přešel na ten správný.
Offline
↑ BrozekP:Také děkuji za opravu a správnost řešení :-)
Offline
Také jsem tento příklad nyní řešil, proto přidám své řešení.
Vycházel jsem ze vztahu:
[mathjax]W=F\cdot d=e\cdot \frac{\sigma }{\varepsilon _{0}}\cdot d=E_{K2}-E_{K1}=\frac{1}{2}m_{e}\cdot v_{2}^{2}-\frac{1}{2}m_{e}\cdot v_{1}^{2}[/mathjax]
Dále jsem si vyjádřil [mathjax]\sigma [/mathjax]
[mathjax]\sigma =\frac{_{\varepsilon 0}\cdot m_{e}\cdot (v_{2}^{2}-v_{1}^{2})}{2e\cdot d}[/mathjax]
Kde [mathjax]\varepsilon _{0}[/mathjax] - permitivita vakua e - elementární náboj [mathjax]m_{e}[/mathjax] - hmotnost elektronu
Po dosazení vyjde hodnota [mathjax]4\cdot 10^{-6}C/m^{2}[/mathjax]
Posléze jen vynásobíme plošnou hustotu plochou a získáme náboj.
Offline
Jestli je rychlost elektronu [mathjax]1\cdot10^8 m/s = c/3[/mathjax], tak už by se měl používat relativistický vztah pro energii. Pro m=1 vychází klasická energie [mathjax]5.00 \cdot10^{15}J[/mathjax] zatímco relativistická už [mathjax]5.46 \cdot10^{15}J[/mathjax]. Odchylka už je v řádu 10%.
Offline
Jinak bych se zastával toho spočítat nejprve intenzitu potřebnou k urychlení elektronu, případně rovnou napětí, a až poté nábojovou hustotu. Protože vzorec pro nábojovou hustotu (či kapacitu deskového kondenzátoru obecně) je jen přibližný, přesně platí jen pro nekonečně velký kondenzátor, a při mezeře 4cm lze očekávat, že náš kondík nebude 4x4 metry velký. Zatímco napětí či intenzita pole vyjdou přesně.
K nábojové hustotě se lze navíc dobrat dvěma způsoby - ze vzorce pro kapacitu deskového kondenzátoru, a nebo přímo z Gaussovy věty. Samozřejmě - vzorec pro kapacitu deskového kondenzátoru je také odvozený pomocí Gaussovy věty. To ale nemusíme vědět, stačí nám předpokládat, že náboj je na desce kondenzátoru rovnoměrně rozložený.
Také jsem kontroloval, jestli nevychází nějaká nesmyslně vysoká hodnota napětí (vyšší než miliion voltů, třeba) ale to se zdá, že né.
Offline
Stránky: 1 2