Question

Какая сила действует на протон, движущийся со скоростью 10 Мм\с в магнитном поле индукцией 0,2 Тл перпендикулярно линиям индукции

Answer 1

В магнитном поле на заряд действует сила Лоренца:

$\bold{F} = q [\bold{v} \times \bold{B}]$ - векторное произведение скорости и магнитной индукции, домноженное на заряд.

Если скорость перпендикулярна направлению магнитной индукции, то векторное произведение превращается в скалярное произведение модулей:

$F = q v B$

Заряд протона q=1.6*10⁻¹⁹ Кл, скорость v=10 мм/с = 10⁻² м/с, магнитная индукция B=0.2 Тл.

Отсюда: F=1.6*10⁻¹⁹ Кл * 10⁻² м/с * 0.2 Тл = 0.32*10⁻²¹ Н.

Answer 2

Сила, действующая на протон в магнитном поле, может быть вычислена с использованием формулы Лоренца. Формула Лоренца для силы, действующей на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, выглядит следующим образом:

F = q * v * B * sin(θ),

где: F - сила, действующая на частицу, q - заряд частицы, v - скорость частицы, B - индукция магнитного поля, θ - угол между векторами скорости и индукции магнитного поля.

В данном случае заряд протона равен единичному элементарному заряду, q = 1.6 * 10^(-19) Кл. Скорость протона v = 10 Мм/с = 10^7 м/с. Индукция магнитного поля B = 0.2 Тл. Угол между векторами скорости и индукции магнитного поля составляет 90 градусов, так как они перпендикулярны.

Подставим эти значения в формулу Лоренца:

F = (1.6 * 10^(-19) Кл) * (10^7 м/с) * (0.2 Тл) * sin(90°).

sin(90°) = 1.

F = (1.6 * 10^(-19) Кл) * (10^7 м/с) * (0.2 Тл) * 1.

F = 3.2 * 10^(-12) Н.

Таким образом, сила, действующая на протон, движущийся со скоростью 10 Мм/с в магнитном поле с индукцией 0.2 Тл, перпендикулярно линиям индукции, равна 3.2 * 10^(-12) Н (ньютон).