Электростатика — Задание 15 ЕГЭ по физике №00026037

Протон влетает в зазор плоского конденсатора горизонтально со скоростью $\upsilon\ll c$, расстояние между пластинами d, напряжённость поля E, верхняя пластина заряжена положительно. Электрическая сила отклоняет протон к отрицательной пластине, и он вылетает под углом α к первоначальному направлению. Напряжённость поля увеличивают — посмотрим, что будет с ускорением протона и модулем импульса вылетевшего протона.

Ускорение протона в конденсаторе создаётся электрической силой: $$a=\dfrac{qE}{m}$$ Заряд и масса протона постоянны, а напряжённость E растёт — значит ускорение a тоже растёт.

Теперь про импульс. Горизонтальная составляющая импульса не меняется: вдоль движения сила не действует, поэтому $p_x=m\upsilon=\text{const}$. А вот вертикальная составляющая набирается за время пролёта конденсатора $t$ (оно определяется горизontальной скоростью и длиной пластин, которые не меняются): $$p_y=mat$$ Раз ускорение a выросло, а время t осталось тем же, вертикальная составляющая импульса $p_y$ тоже выросла.

Полный модуль импульса $p=\sqrt{p_x^2+p_y^2}$: горизонтальная часть та же, а вертикальная выросла — значит и весь модуль импульса вылетевшего протона увеличился.

Итог: и модуль импульса, и ускорение протона увеличились — и всё сходится: более сильное поле сильнее толкает протон вбок за то же самое время пролёта, поэтому суммарная добавка к импульсу становится больше.