Знайдіть радіус кола, по якому протон рухається, якщо він рухається зі швидкістю 10^8 см/с перпендикулярно до однорідного
Пояснення:
Коли заряджена частинка, така як протон, рухається перпендикулярно до силових ліній однорідного магнітного поля, на неї діє сила Лоренца. Сила Лоренца, що діє на заряджену частинку, визначається за формулою:
F = q * v * B
де:
F — сила Лоренца,
q — заряд частинки,
v — швидкість частинки,
B — індукція магнітного поля.
У даній задачі зі швидкістю протону (10^8 см/с) і значенням індукції поля (1 Тл), маємо дані для обчислення сили Лоренца. Протон має від’ємний заряд, який дорівнює елементарному заряду (-1,6 * 10^(-19) Кл). Заміняючи відповідні значення у формулу, ми можемо обчислити силу Лоренца, яка діє на протон.
З іншого боку, сила Лоренца може бути виражена як центростремительна сила, що спричиняє рух частинки по колу. Центростремительна сила визначається за формулою:
F = m * a = (m * v^2) / r
де:
m — маса частинки,
v — швидкість частинки,
r — радіус кола.
Тому ми можемо встановити рівність сил Лоренца і центростремительної сили, і розв’язати її щодо радіуса кола. Замінивши відповідні значення, ми зможемо знайти радіус кола.
Приклад використання:
Нам дані швидкість протону (10^8 см/с) і значення індукції магнітного поля (1 Тл). Знайдемо радіус кола, по якому рухається протон.
Радіус кола = (маса * швидкість^2) / (заряд * індукція)
У цій задачі нам не надаються дані про масу протону, тож ми не можемо точно визначити радіус кола. Однак, я можу дати загальну формулу для обчислення радіуса кола.
Порада:
Для легкого розуміння цієї теми, буде корисно попрактикуватися в розв’язуванні подібних задач з різними значеннями швидкості, заряду і індукції магнітного поля. Також, пояснення сили Лоренца і її зв’язок з центростремительною силою може бути корисно додатково вивчити.
Вправа:
Знайти радіус кола, по якому рухається електрон (заряд -1,6 * 10^(-19) Кл) зі швидкістю 5 * 10^7 м/с перпендикулярно до однорідного магнітного поля з індукцією 2 Тл. Виражайте радіус у метрах.