Расстояние между пластинами плоского конденсатора d=16 мм. От одной из пластин одновременно стали двигаться вдоль нормали к пластинам протон и ?-частица. Какое расстояние пройдет ?-частица за время, необходимое протону на весь путь от одной пластины до другой?

Решение: В электростатическом поле конденсатора на протон и ?-частицу действуют силы F₁=eE и F₂=eE и соответственно, где е - заряд электрона, заряды протона и ?-частицы положительны и равны соответственно е и 2е.

Ускорения, приобретаемые протоном и ?-частицей, равны: ?₁=F₁/m₁=eE/m₁; a₂=F₂/m₂=2eE/m₂, где m₁- масса протона, m₂- масса ?-частицы ( при этом m₂=4m₁).

Для преодоления расстояния d протону необходимо врремя t. Из уравнения равноускоренного движения d=a₁t²/2 находим t:

, 

?-частица за это же время пройдет расстояние s=a₂t²/2, s=2eE2dm₁/2m₂eE=2m₁d/m₂=d/2

s=0,016/2=0,008 м

Ответ: s=8 мм