Các công thức liên quan đến chuyển động ném ngang của điện trường

Question

ESH丶Six♤ · Accepted Answer

Chuyển động ném ngang của điện tích trong điện trường là một dạng bài tập quan trọng trong chương trình Vật lý THPT. Dưới đây là một số công thức liên quan đến chuyển động ném ngang của điện tích trong điện trường mà bạn có thể tham khảo:
1. Các khái niệm cơ bản
* Lực điện trường: Lực tác dụng lên một điện tích trong điện trường, được tính bằng công thức: F = qE, trong đó q là điện tích và E là cường độ điện trường.
* Gia tốc của điện tích: Gia tốc mà điện tích thu được do lực điện trường tác dụng, được tính bằng công thức: a = F/m = qE/m, trong đó m là khối lượng của điện tích.
2. Phân tích chuyển động
Chuyển động ném ngang của điện tích trong điện trường có thể được phân tích thành hai chuyển động thành phần:
* Chuyển động theo phương ngang (Ox): Điện tích chuyển động thẳng đều với vận tốc ban đầu v₀.
* Chuyển động theo phương thẳng đứng (Oy): Điện tích chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a do lực điện trường tác dụng.
3. Các công thức
* Thời gian bay của điện tích: Thời gian từ khi điện tích bắt đầu chuyển động đến khi chạm tới một vị trí xác định theo phương thẳng đứng, được tính bằng công thức:
t = √(2y/a)
trong đó y là khoảng cách theo phương thẳng đứng mà điện tích đã di chuyển.
* Tầm xa của điện tích: Khoảng cách theo phương ngang mà điện tích đã di chuyển được trong thời gian bay, được tính bằng công thức:
L = v₀t = v₀√(2y/a)
* Vận tốc của điện tích tại một điểm: Vận tốc của điện tích tại một điểm bất kỳ trên quỹ đạo, được tính bằng công thức:
v = √(v₀² + (at)²)
trong đó v₀ là vận tốc ban đầu theo phương ngang, a là gia tốc theo phương thẳng đứng và t là thời gian chuyển động.
4. Các trường hợp đặc biệt
* Điện tích chuyển động trong điện trường đều: Trong trường hợp này, gia tốc của điện tích không đổi và các công thức trên có thể được áp dụng trực tiếp.
* Điện tích chuyển động trong điện trường không đều: Trong trường hợp này, gia tốc của điện tích thay đổi theo thời gian và các công thức trên cần được sử dụng một cách cẩn thận hơn.
5. Lưu ý
* Các công thức trên được áp dụng cho trường hợp điện tích chuyển động trong chân không hoặc trong môi trường có độ nhớt không đáng kể.
* Hướng của lực điện trường và gia tốc của điện tích phụ thuộc vào dấu của điện tích và hướng của điện trường.

Timi · Answer

Chuyển động ném ngang trong điện trường là một dạng chuyển động mà trong đó một vật được ném với một vận tốc ban đầu ngang và chịu tác động của lực điện. Dưới đây là các công thức cơ bản liên quan đến chuyển động này:

1. **Vận tốc ban đầu**: 
   - Vận tốc ngang $ v_{0x} = v_0 $ (vì ném ngang, không có thành phần dọc ban đầu).
   - Vận tốc dọc $ v_{0y} = 0 $.

2. **Phương trình chuyển động theo phương ngang**:
   - Quãng đường ngang $ x = v_{0x} \cdot t $.

3. **Phương trình chuyển động theo phương dọc**:
   - Quá trình rơi tự do dưới tác động của trọng lực và điện trường:
     $$
     y = v_{0y} \cdot t + \frac{1}{2} a_y \cdot t^2
     $$
   - Trong đó $ a_y $ là gia tốc dọc (có thể là gia tốc do trọng lực $ g $ hoặc gia tốc do điện trường $ E $ gây ra).

4. **Gia tốc do điện trường**:
   - Nếu vật mang điện tích $ q $ và chịu tác động của điện trường $ E $, thì gia tốc dọc sẽ được tính bằng:
     $$
     a_y = \frac{qE}{m}
     $$
   - Trong đó $ m $ là khối lượng của vật.

5. **Thời gian bay**:
   - Thời gian bay $ t $ có thể được tính từ phương trình dọc, nếu biết độ cao ban đầu và các lực tác động.

6. **Vận tốc cuối**:
   - Vận tốc cuối theo phương dọc:
     $$
     v_y = v_{0y} + a_y \cdot t
     $$

7. **Độ cao tối đa**:
   - Nếu có lực điện tác động, độ cao tối đa có thể được tính bằng cách giải phương trình chuyển động dọc.

Tóm lại, để phân tích chuyển động ném ngang trong điện trường, bạn cần xác định các lực tác động, vận tốc ban đầu, và sử dụng các công thức trên để tính toán quãng đường, thời gian và vận tốc cuối.