Какое количество оборотов сделает пылинка с зарядом 10 мкКл и массой 1 мг, когда она входит в однородное магнитное поле с индукцией 1 Тл и движется по окружности в течение 3,14 секунды?
Физика 11 класс Магнитное поле и движение заряженных частиц количество оборотов пылинка с зарядом магнитное поле индукция 1 Тл движение по окружности физика 11 класс
Для решения этой задачи необходимо использовать формулы, связанные с движением заряженной частицы в магнитном поле. Давайте разберем шаги, которые помогут нам найти количество оборотов, сделанных пылинкой.
Шаг 1: Определение силы, действующей на зарядКогда заряженная частица движется в магнитном поле, на нее действует сила Лоренца, которая направлена перпендикулярно как к вектору скорости частицы, так и к вектору магнитной индукции. Эта сила вычисляется по формуле:
где:
Сила Лоренца также равна центростремительной силе, которая удерживает частицу на круговой траектории:
где:
Приравняем обе силы:
Сократим на v (при условии, что v не равно 0):
Таким образом, мы можем выразить радиус:
Так как в задаче не указана скорость, мы можем использовать известное время движения для нахождения скорости. Если пылинка движется по окружности, то ее путь за время t равен длине окружности:
Скорость можно выразить как:
Теперь, подставив все известные значения, мы можем найти количество оборотов:
Количество оборотов N можно найти по формуле:
где T - период вращения. Период можно найти как:
После подстановки всех значений и расчетов, мы можем получить количество оборотов, сделанных пылинкой.
В итоге, после всех вычислений, вы получите количество оборотов, сделанных пылинкой за 3,14 секунды.