Question

Протон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции со скоростью 5×10^6 м/с.Индукция магнитного поля 2×10^-2Тл, заряд протона 1, 6×10^-19Кл.Расчитайте силу Лоренца.Покажите на рисунке траекторию движения протона.

Answer 1

Сила Лоренца считается по формуле F=gvBsinα, считаем F=1,6*5*2*1*10^6*10^-2*10^-19=16*10^-15H. Направление её действия определяется по правилу левой руки.Если северный магнитный полюс будет сверху а южный снизу, то частица будет отклонятся от нас.

Answer 2

Для расчета силы Лоренца, действующей на протон в магнитном поле, можно использовать формулу:

F = qvB

где q - заряд частицы, v - ее скорость, B - индукция магнитного поля.

Подставляя значения, получаем:

F = (1,6×10^-19 Кл) × (5×10^6 м/с) × (2×10^-2 Тл) = 1,6×10^-13 Н

Теперь можно нарисовать траекторию движения протона в магнитном поле. Так как сила Лоренца перпендикулярна как скорости, так и направлению магнитного поля, то протон будет двигаться по окружности. Радиус этой окружности можно найти, используя второй закон Ньютона для движения по кривой:

F = ma = mv^2/r

где m - масса протона, a - центростремительное ускорение.

Решая уравнение относительно r, получаем:

r = mv / Bq

Подставляя числовые значения, получаем:

r = (1,67×10^-27 кг) × (5×10^6 м/с) / (2×10^-2 Тл) × (1,6×10^-19 Кл) = 0,052 м = 5,2 см

Таким образом, траектория движения протона будет окружностью с радиусом 5,2 см, а сила Лоренца, действующая на него в магнитном поле, составляет 1,6×10^-13 Н.

Ниже представлен рисунок траектории движения протона в магнитном поле: