ขอต้อนรับ ผู้มาเยือน กรุณา ล็อกอิน หรือ สมัครสมาชิก
Did you miss your activation email?

ล็อกอินด้วยชื่อผู้ใช้ รหัสผ่่าน และระยะเวลาใช้งาน

มีน้ำใจ ไม่อวดตัว มั่วไม่ทำ

...

เสรีภาพทางการศึกษาคือหัวใจของการศึกษาที่แท้จริง

คนแรกที่ควรได้รับการศึกษาคือผู้ให้การศึกษา

mPEC on Facebook

IPhO 2011 on Facebook

IPhO 2011

Further Academy
 
Advanced search

38187 Posts in 5640 Topics- by 4119 Members - Latest Member: Mak
Pages: 1   Go Down
Print
Author Topic: 4.53  (Read 510 times)
0 Members and 1 Guest are viewing this topic.
ปริ่มน้ำ
neutrino
*
Offline Offline

Posts: 23


« on: July 28, 2010, 04:05:17 PM »

(a) An electron (charge -e and mass m) is in a circular orbit of radius r around a fixed proton (charge +e). Prove that the electron's KE is equal to -1/2 times its PE; that is, T= -U/2 and hence E= U/2.

\text{From   }f_{c}=\frac {ke^{2}}{r^{2}}  \text{    and   } F_{inward} = F_{outward}\\\\ \frac {ke^{2}}{r^{2}}=\frac {mv^{2}}{r}\\\\ mv^{2}=\frac{ke^{2}}{r}\\\\ Total\;energy : E= T + U\\\\ E = \frac{1}{2}mv^{2} + (\frac{-ke^{2}}{r})\\\\\therefore  E = \frac{1}{2}\frac{-ke^{2}}{r} + \frac{-ke^{2}}{r}\\\\ U = \frac{-ke^{2}}{r} \;\;and\;\; T=-\frac{1}{2}U

(b) Inelastic collision : Electron number 1 is in a circular orbit of radius r around a fixed proton.Electron 2 approaches from afar with kinetic energy T_{2}. When the second atom hits the atom, the first electron is knocked free, and the second is captured in a circular orbit of radius r^\prime . Write down the expression for the total energy of the three-particle system in general.

Total\;energy : E= T_{1} + T_{2} + U_{1} + U_{2} + U_{1by2}\\\\ \therefore E = \frac{1}{2}mv^{2}_{1} + \frac{1}{2}mv^{2}_{2} + \frac{-ke^{2}}{r_{1}} + \frac{-ke^{2}}{r_{2}} + \frac{-ke^{2}}{r_{1by2}}


(c) Identify the value of all five terms and the total energy E long before the collision occurs and long after it is over. What is the KE of the outgoing electron 1 once it is far away?

Long\;before\; the\; collision\\\\ E= T_{1} + T_{2} + U_{1}\\\\ E = -\frac{1}{2}U_{1} + T_{2} + U_{1} \;\; = T_{2}+ \frac{1}{2}U_{1}\\\\ \therefore E = T_{2} - \frac{ke^{2}}{2r}\\\\ Long\;after\;the\collision\\\\ E^\prime = T^\prime_{1} + T_{2}^\prime + U^\prime_{2}\\\\ \therefore E^\prime = T^\prime_{1}-\frac{ke^{2}}{2r^\prime}\\\\ Once\;the\;electron1\;is\;far\;away\\\\ \text{Conservation of energy:   } E = E^\prime\\\\ T_{2} - \frac{ke^{2}}{2r} = T^\prime_{1}-\frac{ke^{2}}{2r^\prime}\\\\ \therefore T^\prime_{1}= T_{2} +\frac{ke^{2}}{2r^\prime} - \frac{ke^{2}}{2r}

ภัทราวรรณ พาสุวรรณ 5205097 "น้องปริ่ม"
Logged
Pages: 1   Go Up
Print
Jump to:  

คุณสมบัติของเด็กดี

ไม่ฟังเวลามีการนินทากัน ไม่มองหาข้อด้อยของผู้อื่น ไม่พูดนินทาเหยีบบย่ำผู้อื่น