Question

Протон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 1 Тл со скоростью 20 000км/с перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите силу, с которой магнитное поле действует на протон. Какова траектория движения протона?

Answer 1

Ответ:

F=qBv, F= 1*20000000* 1,6*10⁻¹⁹=3,2*10⁻¹²Н

Объяснение:

Answer 2

Сила, с которой магнитное поле действует на заряженную частицу, такую как протон, можно определить с помощью уравнения Лоренца:

$F = q \cdot v \cdot B \cdot \sin(\theta),$

где:

• $F$ - сила, действующая на протон (Ньютон),
• $q$ - заряд протона (колеблется около $1.602 \times 10^{-19}$ Кл, но для точных расчетов можно использовать эту константу),
• $v$ - скорость протона (м/с),
• $B$ - индукция магнитного поля (Тесла),
• $\theta$ - угол между скоростью протона и линиями магнитной индукции (в данном случае 90 градусов, так как протон движется перпендикулярно магнитному полю).

В вашем случае:

$q = 1.602 \times 10^{-19}$ Кл, $v = 20,000$ м/с, $B = 1$ Тл, $\theta = 90^\circ$.

Теперь мы можем вычислить силу:

$F = (1.602 \times 10^{-19}\, \text{Кл}) \cdot (20,000\, \text{м/с}) \cdot (1\, \text{Тл}) \cdot \sin(90^\circ).$

Синус 90 градусов равен 1, поэтому сила будет:

$F = (1.602 \times 10^{-19}\, \text{Кл}) \cdot (20,000\, \text{м/с}) \cdot (1\, \text{Тл}) \cdot 1 = 3.204 \times 10^{-14}\, \text{Н}.$

Таким образом, магнитное поле действует на протон с силой приблизительно $3.204 \times 10^{-14}$ Ньютон.

Что касается траектории движения протона, то он будет двигаться в круговой орбите вокруг линий магнитной индукции из-за этой силы, так как она перпендикулярна его начальной скорости. Такое движение называется циклотронным движением.