Протон движется со скоростью 10^8 см/с перпендикулярно однородному магнитному полю с индукцией 1 Тл. Какова сила, действующая на протон, и радиус окружности, по которой он движется?

Физика 11 класс Магнитное поле и сила Лоренца протон скорость магнитное поле индукция сила радиус окружности физика 11 класс движение заряженной частицы Новый

Для решения данной задачи нам нужно использовать формулы, описывающие движение заряженной частицы в магнитном поле. Мы будем находить силу, действующую на протон, и радиус его окружности.

Шаг 1: Найдем силу, действующую на протон.

Сила, действующая на заряженную частицу в магнитном поле, вычисляется по формуле:

F = q * v * B * sin(θ)

где:

• F - сила, действующая на частицу (в Ньютонах);
• q - заряд частицы (для протона q = 1.6 * 10^-19 Кл);
• v - скорость частицы (в м/с);
• B - индукция магнитного поля (в Теслах);
• θ - угол между вектором скорости и вектором магнитного поля (в данном случае θ = 90°, так как протон движется перпендикулярно полю).

Поскольку угол θ равен 90°, то sin(90°) = 1. Теперь подставим известные значения:

• q = 1.6 * 10^-19 Кл;
• v = 10^8 см/с = 10^6 м/с (переводим в метры в секунду);
• B = 1 Тл.

Теперь можем подставить значения в формулу:

F = 1.6 * 10^-19 Кл * 10^6 м/с * 1 Тл

Вычисляем:

F = 1.6 * 10^-13 Н

Шаг 2: Найдем радиус окружности, по которой движется протон.

Радиус окружности, по которой движется заряженная частица в магнитном поле, можно найти по формуле:

r = (m * v) / (q * B)

где:

• r - радиус окружности (в метрах);
• m - масса протона (m ≈ 1.67 * 10^-27 кг);
• остальные переменные уже известны.

Теперь подставим известные значения:

r = (1.67 * 10^-27 кг * 10^6 м/с) / (1.6 * 10^-19 Кл * 1 Тл)

Вычисляем:

r = (1.67 * 10^-21) / (1.6 * 10^-19) ≈ 0.0104375 м

Таким образом, радиус окружности:

r ≈ 0.0104 м = 1.04 см

Ответ:

• Сила, действующая на протон: 1.6 * 10^-13 Н
• Радиус окружности: 1.04 см