Bewegung von Teilchen im elektrischen Feld

Wenn ein Teilchen fixiert ist, hält es eine Kraft fest, und in Gegenwart einer äußeren Kraft gilt die Impulserhaltung nicht. Ihre zweite Gleichung ist dann$v_1 = 0$(vorausgesetzt, Partikel Nr. 1 ist derjenige, der fixiert ist), nicht$m_1 v_1 + m_2 v_2 = 0$.

Im ersten Fall bleibt der Impuls erhalten, weil Kraft auf jede Ladung von INNERHALB des Systems ausgeübt wird. Der Massenmittelpunkt des Systems ist also konstant. Im zweiten Fall muss es sein, damit sich nur eine Ladung bewegt Setzen Sie ein EXTERNES elektrisches Feld ein. Sie können also sehen, dass der Impuls innerhalb des Systems, das nur aus einer Ladung besteht, nicht erhalten werden kann. Wenn Sie die Quelle des elektrischen Felds einbeziehen, können Sie dies tun, wobei m2 die Quelle von ist das Feld.

Diese Gleichung:

1. Sie können es in Bezug auf einen zufälligen Ursprung betrachten , zum Beispiel eine Ecke Ihres Zimmers. Das machen wir normalerweise. Und hier versuchen Sie, Ihre Gleichung anzuwenden, aber es funktioniert nicht.

2. Sie können Ihren Ursprung auf den Massenmittelpunkt setzen . In diesem Fall würde Ihre Gleichung funktionieren, aber sie wird für Ihr ursprüngliches Problem nicht viel helfen.

Lassen Sie uns ein wenig in diese Gleichung eintauchen: Sie haben bereits richtig angedeutet, dass die Hälfte davon 0 ist, da sich die Teilchen am Anfang also nicht bewegen$0 *m_1 +0* m_2=0$, also ist dieser Teil der Gleichung 0. Der Bezugspunkt, oder besser gesagt das Zentrum des gesamten Systems, Ihre "0", bleibt immer gleich. Es ist der Massenmittelpunkt Ihrer beiden Teilchen.

Hier eine Erklärung: Sie stellen sich wahrscheinlich vor, dass ein Teilchen an seinem Platz feststeckt, während sich das andere von ihm wegbewegt, was der Fall ist, wenn Sie einen zufälligen Ursprung wählen. Lassen Sie uns einige Koordinaten angeben, Partikel 1 (p1) befindet sich bei (0|0) und Partikel 2 (p2) befindet sich bei (0|1), und Ihr Massenmittelpunkt (CM) befindet sich bei (0|0,5), wenn beides der Fall ist Teilchen haben das gleiche Gewicht. Jetzt fangen Sie an, p2 wegzubewegen, wobei Sie p2 vorerst eine Koordinate von (0|3) geben. Damit haben Sie auch das CM auf (0|1,5) verschoben, also in Bezug auf Ihren Ursprung verschoben, was die Gleichung falsch macht, da der Bezugspunkt gleich bleibt (0 ändert sich in Ihrer Gleichung nicht).

Was Sie tun müssten, ist den Schwerpunkt als Bezugspunkt zu betrachten . Anstatt das zu tun, was ich zuvor beschrieben habe, müssen Sie den Massenmittelpunkt am selben Punkt halten. Wenn Sie also ein Teilchen wegbewegen, bewegt sich das andere tatsächlich auch in Bezug auf den Massenmittelpunkt weg. Es ist schwer vorstellbar, dass Sie automatisch Ihren Schreibtisch oder was auch immer als Referenz verwenden würden, aber Sie müssen von dieser Idee wegkommen.

Stellen Sie sich eine Wippe vor:

Sie ziehen die richtige Masse weg, dargestellt durch den durchgehenden Pfeil. Wenn die Wippe eine erstaunliche Eigenschaft hat, mit der sie eine der Massen bewegen könnte, müsste sie auch die andere Masse bewegen (dargestellt durch die gestrichelte Linie), um den Schwerpunkt in der Mitte zu halten (was wiederum die „0“ ist. in deiner Gleichung).

Fazit: Sie können die Gleichung nicht verwenden, wenn Sie denken, dass eines der Teilchen an seinem Platz bleibt. Bewegt man den einen weg und nimmt den Schwerpunkt als Referenz, bewegt sich der andere immer mit der gleichen Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung (ggf$m_1=m_2$) aber negativ. Daher:$(-v_1)=v_2$und damit ... nun, ich soll es dir nicht sagen. Aber hoffentlich hilft dir das ein bisschen weiter.