Question

Определить ускорение протона, влетающего в магнитное поле со скоростью 2×10^7м/с под углом 30° к линиям индукции.Индукция поля 1 мТл.Как направлено это ускорение?

Answer 1

Ответ:

a = 9,6*10¹¹ м/с²

Объяснение:

Сила Лоренца:

Fл = q*B*V*sin α = 1,6*10⁻¹⁹*1*10⁻³*2*10⁷*(1/2) = 1,6*10⁻¹⁵ Н

Ускорение:

a = Fл / m = 1,6*10⁻¹⁵ / 1,67*10⁻²⁷ ≈ 9,6*10¹¹ м/с²

Это центростремительное ускорение.

Answer 2

На электрон, движущийся в магнитном поле, действует сила Лоренца,

зависящая от скорости элек­трона и индукции магнитного поля. Сила Лоренца перпен­дикулярна скорости электрона, поэтому она не совершает работу. Значит, кинетическая энергия электрона не изме­няется. Следовательно, не изменяется и модуль его скоро­сти, а поскольку и индукция магнитного поля постоянна, то модуль силы Лоренца постоянен. Под действием этой силы, электрон приобретает постоянное центростремительное ус­корение, а это означает, что электрон в магнитном поле дви­жется равномерно по окружности. Найдем ее радиус R.

По второму закону Ньютона FЛ = mеa, где an = υ2/R –нормальное (центростремительное) ускорение. Учитывая, что FЛ = evB, будем иметь

Отсюда

Т.к. скорость электрона не изменяется по величине, то тангенциальная составляющая ускорения равна нулю.

Answer 3

Для определения ускорения протона в магнитном поле можно использовать формулу для Лоренцовой силы:

F = q(v × B),

где F - сила, действующая на протон, q - заряд протона, v - его скорость, B - индукция магнитного поля.

Направление ускорения протона будет определяться направлением силы F. По правилу левой руки, если указательный палец направлен по вектору скорости v, средний палец по вектору индукции B, то большой палец будет указывать направление силы F.

Учитывая данные: q = заряд протона = 1,6 × 10^(-19) Кл, v = скорость протона = 2 × 10^7 м/с, B = индукция магнитного поля = 1 мТл = 1 × 10^(-3) Тл,

подставим их в формулу:

F = (1,6 × 10^(-19) Кл)(2 × 10^7 м/с × 1 × 10^(-3) Тл × sin(30°)).

Ускорение протона будет определяться силой F и массой протона m по формуле:

F = ma,

где a - ускорение.

Масса протона m = 1,67 × 10^(-27) кг.

Таким образом, чтобы определить ускорение, мы должны разделить силу F на массу протона:

a = F / m.

Подставим значения:

a = (1,6 × 10^(-19) Кл)(2 × 10^7 м/с × 1 × 10^(-3) Тл × sin(30°)) / (1,67 × 10^(-27) кг).

Рассчитаем:

a ≈ 1,92 × 10^13 м/с².

Таким образом, ускорение протона, влетающего в магнитное поле со скоростью 2 × 10^7 м/с под углом 30° к линиям индукции, составляет примерно 1,92 × 10^13 м/с².