FR-01810Freedu material

Zadanie 10.1 (matura, maj 2021)

High SchoolMatura examExtendedPhysicsPrąd elektryczny stały

Source: Matura maj 2021, fizyka, poziom rozszerzony (formuła 2015, EFAP-R0-100-2105), zad. 10.1

This resource is currently available in Polish only.

Zadanie 10, wspólne informacje. Zadanie 10. Kilkanaście lat po tym, jak J.J. Thomson odkrył elektron, Robert A. Millikan wykonał doświadczenie, w którym wyznaczył ładunek elektryczny elektronu. W jednej z wersji tego doświadczenia naelektryzowane kropelki oleju poruszały się w powietrzu, w obszarze jednorodnego pola elektrycznego, pomiędzy równoległymi i przeciwnie naładowanymi płytkami metalowymi. Do naelektryzowania kropelek oleju 4 239 He, uzyskaną podczas rozpadu alfa jąder plutonu Pu. wykorzystano wiązkę jąder helu Kropelki oleju rozpylano w obszar pola elektrycznego. Obserwacja ruchu kropelki pod mikroskopem pozwalała wyznaczyć jej prędkość (zobacz rysunek poniżej). kropelka oleju źródło jąder helu 𝑔⃗ mikroskop kierunek linii pola elektrycznego Na dodatnio naelektryzowane kropelki oleju działają: 𝐹⃗ • siła grawitacji ௚ • siła oporu 𝐹⃗ powietrza, której wartość jest wprost proporcjonalna do wartości prędkości ௢௣ kropelki: 𝐹 ~ v ௢௣ • siła elektryczna 𝐹⃗ (wtedy, gdy pole elektryczne pomiędzy płytkami jest włączone). ௘ Informacja do zadań 10.1. i 10.2. Kropelka, która w obszarze pomiędzy płytkami wytraciła poziomą składową prędkości na skutek działania siły oporu powietrza, może – zależnie od wartości natężenia pola elektrycznego pomiędzy płytkami – pozostawać w spoczynku, wznosić się lub opadać pionowo. Przyjmij, że ruch kropelki opisujemy w układzie inercjalnym.

Zadanie 10.1. Zadanie 10.1. (0–3) 𝑚 W sytuacji, gdy pole elektryczne pomiędzy płytkami jest wyłączone, kropelka o masie i ładunku 𝑞 opada pionowo ze stałą prędkością o wartości v . Natomiast w sytuacji, gdy pole elektryczne pomiędzy płytkami jest włączone (oraz natężenie pola ma odpowiednią wartość) kropelka o masie 𝑚 i ładunku 𝑞 wznosi się pionowo ze stałą prędkością o wartości 2 v . ி೐ Oblicz iloraz – wartości siły elektrycznej działającej na wznoszącą się kropelkę ி೒ i wartości siły grawitacji działającej na tę kropelkę.

Similar exercises