2025-08-25 21:15:24
Протон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции и начинает двигаться по окружности. При увеличении кинетической энергии протона (если ) в 4 раза радиус окружности …
- увеличится в 2 раза
- увеличится в 4 раза
- уменьшится в 2 раза
- уменьшится в 4 раза
Другие предметы Колледж Магнитное поле и движение заряженных частиц протон магнитное поле движение по окружности кинетическая энергия радиус окружности физика колледж законы физики магнитная индукция
2025-08-25 21:15:34
Чтобы ответить на ваш вопрос, давайте рассмотрим, как кинетическая энергия протона и радиус его движения в магнитном поле связаны друг с другом.
Шаг 1: Определим формулы.
- Кинетическая энергия (K) протона определяется по формуле: K = (m * v^2) / 2, где m - масса протона, v - его скорость.
- Когда протон движется в магнитном поле, он испытывает центростремительное ускорение, которое связано с радиусом (R) и скоростью (v) следующим образом: F = m * (v^2) / R, где F - сила Лоренца, действующая на протон.
- Сила Лоренца в магнитном поле выражается как: F = q * v * B, где q - заряд протона, B - магнитная индукция.
Шаг 2: Установим связь между радиусом и кинетической энергией.
Из уравнения для центростремительной силы мы можем выразить радиус:
- m * (v^2) / R = q * v * B.
- Отсюда получаем R = (m * v) / (q * B).
Шаг 3: Рассмотрим изменение кинетической энергии.
Если кинетическая энергия увеличивается в 4 раза, это означает, что:
- K' = 4K = 4 * (m * v^2) / 2 = 2 * m * v^2.
- Это означает, что скорость протона увеличивается, так как K = (m * v^2) / 2.
Шаг 4: Как скорость влияет на радиус.
Если мы увеличим скорость протона (v) в 2 раза, то:
- v' = √(4) * v = 2v.
- Подставив это значение в формулу для радиуса, получаем:
- R' = (m * (2v)) / (q * B) = 2 * (m * v) / (q * B) = 2R.
Итак, вывод: Если кинетическая энергия протона увеличивается в 4 раза, то радиус окружности, по которой он движется в магнитном поле, увеличится в 2 раза.
Ответ: Радиус окружности увеличится в 2 раза.