Trong máy quang phổ khối (Mass Spectrometry), một ion mang điện tích q = +1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}, có khối lượng m = 3{,}2 \cdot 10^{-26}\,\text{kg}, được tăng tốc đến tốc độ v nhờ hiệu điện thế U = 1000\,\text{V}, sau đó ion sẽ chuyển động vào vùng từ trường đều theo phương vuông góc với cảm ứng từ \vec{B} có độ lớn 0{,}5\,\text{T}. Bỏ qua tác dụng của trọng lực và lực cản. Sau khi được tăng tốc bởi hiệu điện thế U, tốc độ v của ion là bao nhiêu km/s (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?

😎 Cùng DOL xem qua cách giải câu này nhé!

📃 Thông tin đề bài cho:

• Ion có điện tích q = +1{,}6 \times 10^{-19}\,\text{C}

• Khối lượng m = 3{,}2 \times 10^{-26}\,\text{kg}

• Hiệu điện thế tăng tốc U = 1000\,\text{V}

• Bỏ qua tác dụng của trọng lực và lực cản

❓ Hiểu câu hỏi:

• Tính vận tốc v của ion sau khi được tăng tốc bởi hiệu điện thế

• Áp dụng định luật chuyển hóa năng lượng điện thành động năng

🔎 Hướng dẫn cách làm:

• Viết phương trình chuyển hóa năng lượng: \tfrac12\,m\,v^2 \;=\; q\,U

• Giải phương trình cho v: v \;=\;\sqrt{\frac{2\,q\,U}{m}}

• Thay số vào: \frac{2\,q\,U}{m} = \frac{2 \times 1{,}6\times10^{-19}\,\text{C} \times 1000\,\text{V}} {3{,}2\times10^{-26}\,\text{kg}} = \frac{3{,}2\times10^{-16}}{3{,}2\times10^{-26}} = 1\times10^{10}

• Do đó: v = \sqrt{1\times10^{10}}\;=\;1\times10^5\;\text{m/s}

• Đổi sang km/s: 1\times10^5\;\text{m/s} = 100\;\text{km/s}

✅ Đáp án: 100 km/s