ID: 00010698
Заряженная частица массой m, движущаяся со скоростью V влетает в поле плоского конденсатора (см. рис.). Расстояние между пластинами конденсатора равно d, а напряжённость электрического поля между пластинами равна E. Пролетев конденсатор, частица отклоняется от первоначального направления на угол α.
Как изменятся модуль скорости вылетевшей частицы и угол α, если уменьшить напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Движение частицы в конденсаторе аналогично горизонтальному броску. Горизонтальная скорость не меняется: $v_x = v = \text{const}$. Ускорение вдоль поперечной оси:
$$a = \frac{qE}{m}$$
Вертикальная скорость в момент вылета:
$$v_y = a \cdot t_{вых} = \frac{qE}{m}\sqrt{\frac{dm}{qE}} = \sqrt{\frac{qEd}{m}}$$
При уменьшении $E$: $v_y$ уменьшается, $v_x$ не меняется. Полная скорость вылета:
$$v_{вых} = \sqrt{v_x^2 + v_y^2}$$
уменьшается, так как $v_y$ уменьшается, а $v_x = v$ остаётся прежним. Угол отклонения:
$$\operatorname{tg}\alpha = \frac{v_y}{v_x}$$
При уменьшении $v_y$ и неизменном $v_x$ — $\operatorname{tg}\alpha$ уменьшается, следовательно, $\alpha$ уменьшается.