Question

Решите пожалуйста задачу ! Протон движется в магнитном поле с индукцией 4 МТл со скоростью 8 Мм/с.Определите силу Лоренса действующую на протон .

Answer 1

Раз в условии не дан угол, под которым протон летит в магнитном поле, будем считать, что он летит перпендикулярно линиям магнитного поля (в этом случае сила Лоренца Fл будет максимальной). Тогда:
Fл = q*V*B, где
q = 1,6*10^(-19) Кл – заряд протона (константа);
V = 8 Мм/с (мегаметры в секунду) = 8*10^6 м/с – скорость протона;
B = 4 МТл (мегатесла) = 4*10^6 Тл – магнитная индукция поля.

Fл = 1,6*10^(-19) Кл * 8*10^6 м/с * 4*10^6 Тл
Fл = 5,12*10^(-6) Н.

К слову, мне кажется, что в условии опечатка, т.к. магнитная индукция 4 МТл (мегатесла) – это очень большая величина! Возможно, должно быть 4мТл (миллитесла). Тогда легко пересчитать, и сила Лоренца будет равна:
Fл = 5,12*10^(-15) Н.

Answer 2

Для определения силы Лоренца (также известной как магнитная сила) действующей на протон, который движется в магнитном поле, используется следующая формула:

$F = q \cdot v \times B$

где: $F$ - сила Лоренца, действующая на протон (в Ньютонах), $q$ - заряд протона (в Кулонах), $q = 1.6 \times 10^{-19}$ Кл (колеблющийся протон положительно заряжен), $v$ - скорость протона (в метрах в секунду), $B$ - индукция магнитного поля (в Теслах).

Для данной задачи, $q = 1.6 \times 10^{-19}$ Кл, $v = 8$ Мм/с $= 8 \times 10^6$ м/с, и $B = 4$ МТл $= 4 \times 10^{-3}$ Тл.

Теперь подставим значения в формулу:

$F = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл} \times (8 \times 10^6 \, \text{м/с}) \times (4 \times 10^{-3} \, \text{Тл})$

$F = 1.6 \times 10^{-19} \times 8 \times 10^6 \times 4 \times 10^{-3} \, \text{Н}$

$F = 51.2 \times 10^{-16} \, \text{Н}$

$F = 5.12 \times 10^{-15} \, \text{Н}$

Таким образом, сила Лоренца, действующая на протон, равна $5.12 \times 10^{-15}$ Н.