1. Electric Charges and Fields
medium

$m$ દળ અને $(-q)$ વિદ્યુતભાર ધરાવતો એક કણ બે વિદ્યુતભારિત પ્લેટોની વચ્ચે છે, વેગથી પ્રારંભમાં $x$ -અક્ષને સમાંતરે દાખલ થાય છે (આકૃતિ માં કણ- $1$ ની જેમ). દરેક પ્લેટની લંબાઈ $L$ છે અને પ્લેટો વચ્ચે સમાન વિદ્યુતક્ષેત્ર જાળવી રાખવામાં આવે છે. દર્શાવો કે પ્લેટના દૂરના છેડે કણનું શિરોલંબ વિચલન $q E L^{2} /\left(2 m v_{x}^{2}\right)$, છે. ધોરણ $XI$, ભૌતિકવિજ્ઞાન પાઠયપુસ્તકના પરિચ્છેદ માં ચર્ચલ પ્રક્ષિપ્ત પદાર્થની ગુરુત્વીય ક્ષેત્રમાંની ગતિ સાથે આ ગતિને સરખાવો.

Option A
Option B
Option C
Option D

Solution

Charge on a particle of mass $m =- q$

Velocity of the particle $= v _{ x }$

Length of the plates $= L$

Magnitude of the uniform electric field between the plates $= E$

Mechanical force, $F =$ Mass $( m ) \times$ Acceleration (a) $\Rightarrow a=\frac{F}{m}$

$\Rightarrow a=\frac{q E}{m} \ldots \therefore(1)$$\text { [as electric force, } F=q E]$

Time taken by the particle to cross the field of length $L$ is given by,

$t=\frac{\text { Length of the plate }}{\text { Velocity of the particle }}=\frac{L}{V_{x}} \ldots(2)$

In the vertical direction, initial velocity, $u=0$ According to the third equation of motion, vertical deflection s of the particle can be obtained as,

$s=ut+\frac 12 at^2$

$\Rightarrow s=0+\frac{1}{2}\left(\frac{q E}{m}\right)\left(\frac{L}{V_{x}}\right)^{2}$ $[\text { From }(1) \text { and }(2)]$

$\Rightarrow s=\frac{q E L^{2}}{2 m V_{x}^{2}}$

Hence, vertical deflection of the particle at the far edge of the plate is $\frac{q E L^{2}}{2 m V_{x}^{2}} .$ This is similar to the motion of horizontal projectiles under gravity.

Standard 12
Physics

Similar Questions

Start a Free Trial Now

Confusing about what to choose? Our team will schedule a demo shortly.