Какой модуль угловой скорости имеет протон, движущийся в однородном магнитном поле с индукцией B=0.20 Тл, если его движение происходит перпендикулярно линиям индукции поля? Известно, что масса протона m=1.67 *10^-27 кг, а заряд q=1.6*10^-19 Кл.

Физика 11 класс Движение заряженных частиц в магнитном поле угловая скорость модуль угловой скорости протон магнитное поле индукция B масса протона заряд протона физика 11 класс движение в магнитном поле перпендикулярно линиям индукции формулы физики задачи по физике Новый

Чтобы найти модуль угловой скорости протона, движущегося в однородном магнитном поле, мы можем использовать уравнение силы Лоренца и понятие центростремительной силы. Давайте разберем этот процесс шаг за шагом.

1. Определим основные силы, действующие на протон. Когда заряженная частица, такая как протон, движется в магнитном поле, на нее действует сила Лоренца, которая направлена перпендикулярно как к скорости частицы, так и к магнитному полю. Эта сила также является центростремительной силой, необходимой для движения протона по круговой траектории.
2. Запишем выражение для центростремительной силы. Центростремительная сила (Fc) может быть выражена следующим образом:
   • Fc = m·V²/R
3. Запишем выражение для силы Лоренца. Сила Лоренца (F) для заряженной частицы равна:
   • F = q·B·V
4. Установим равенство сил. Поскольку сила Лоренца является центростремительной силой, то мы можем приравнять эти два выражения:
   • m·V²/R = q·B·V
5. Сократим на V. Поскольку V не равно нулю, мы можем сократить обе стороны уравнения на V:
   • m·V/R = q·B
6. Выразим скорость V. Теперь мы можем выразить V через другие параметры:
   • V = (q·B·R)/m
7. Определим угловую скорость ω. Угловая скорость (ω) связана с линейной скоростью (V) следующим образом:
   • ω = V/R
8. Подставим найденное значение V в уравнение для ω. Подставляем выражение для V в уравнение для угловой скорости:
   • ω = (q·B·R)/(m·R) = q·B/m
9. Подставим известные значения. Теперь подставим известные значения заряда протона (q = 1.6·10^-19 Кл), индукции магнитного поля (B = 0.20 Тл) и массы протона (m = 1.67·10^-27 кг):
   • ω = (1.6·10^-19 * 0.20) / (1.67·10^-27)
10. Выполним вычисления. Подсчитаем значение:
    • ω ≈ 19·10^6 с⁻¹

Таким образом, модуль угловой скорости протона, движущегося в однородном магнитном поле, составляет примерно 19·10^6 с⁻¹.