Question

Частица массой (m=2x10^-10) кг и зарядом q=3.2нКл движется по окружности в однородном магнитном поле индукцией B=50 мТл определите модуль силы Лоренца действующий на частицу и угловую скорость если кинетиическая энергия частица Ek=0.01 Дж все баллы отдам

Answer 1

Раз частица движется по окружности (по плоской кривой), значит угол между векторами скорости v частицы и магнитным полем равен 90°. А синус этого угла равен 1.

Тогда модуль силы Лоренца: F = qvB

Ek= mv²/2 ⇔ v = √(2Ek/m) = √(2 × 0.01/(2 × 10-10) = 108 м/с

Окончательно: F = qvB = 3.2 × 10-9 × 108 × 0.05 = 0.016 Н = 16мН

Answer 2

Сила Лоренца, действующая на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, определяется по следующей формуле:

F = q * v * B * sin(θ),

где:

• F - модуль силы Лоренца (Ньютоны),
• q - заряд частицы (Кулоны),
• v - модуль скорости частицы (метры в секунду),
• B - индукция магнитного поля (Теслы),
• θ - угол между векторами v и B (радианы).

Для начала, давайте определим скорость частицы. У нас есть кинетическая энергия (Ek) и масса (m) частицы, поэтому мы можем использовать следующую формулу для кинетической энергии:

Ek = (1/2) * m * v^2.

Извлекая v из этой формулы, получим:

v = sqrt((2 * Ek) / m).

Подставим значения:

Ek = 0.01 Дж = 0.01 кг * (м^2/с^2), m = 2 * 10^-10 кг.

v = sqrt((2 * 0.01) / (2 * 10^-10)) = sqrt(10^1) = 10 м/с.

Теперь у нас есть скорость частицы. Следующим шагом определим угол θ между векторами v и B. У нас нет конкретных данных о направлении движения частицы, поэтому предположим, что она движется перпендикулярно к магнитному полю, то есть θ = 90 градусов или π/2 радиан.

Теперь мы можем рассчитать модуль силы Лоренца:

F = q * v * B * sin(θ) = (3.2 * 10^-9 Кл) * (10 м/с) * (50 * 10^-3 Тл) * sin(π/2) = 1.6 * 10^-7 Н.

Таким образом, модуль силы Лоренца, действующий на частицу, составляет 1.6 * 10^-7 Ньютона, а угловая скорость частицы не влияет на величину этой силы, поэтому её можно рассчитать только по скорости и заряду.