Электрон влетает в однородное магнитное поле, модуль индукции которого 89,3 мтл, перпендикулярно силовым линиям поля. модуль скорости электрона . определите изменение скорости (мм/с) электрона за промежуток времени .
Для понимания ответа на этот вопрос, нужно знать несколько ключевых понятий: магнитное поле, скорость электрона, индукция магнитного поля, а также, как влияет магнитное поле на движение электрона.
Магнитное поле может оказывать силу на заряженную частицу, такую как электрон. Сила, которую оказывает магнитное поле на движущуюся заряженную частицу, называется магнитной силой Лоренца. Эта сила всегда перпендикулярна силовым линиям магнитного поля и перпендикулярна скорости движения заряда.
Согласно уравнению магнитной силы Лоренца, её модуль можно выразить как F = q * v * B, где F - сила, q - заряд электрона, v - модуль скорости электрона, B - индукция магнитного поля. В данной задаче модуль индукции магнитного поля равен 89,3 мтл (милли тесл), и по условию сила направлена перпендикулярно скорости электрона.
Если электрон попадает в однородное магнитное поле, оно направляет его движение по окружности, так как магнитная сила всегда перпендикулярна скорости электрона. Таким образом, в данной задаче можно сказать, что электрон движется по окружности в магнитном поле.
Изменим задачу и предположим, что электрон имеет начальную скорость v0 и движется в поле B. Чтобы найти изменение скорости электрона, нужно учесть, что магнитная сила и центростремительная сила должны быть равны. Центростремительная сила можно найти по известному закону F = mv^2 / R, где m - масса электрона и R - радиус окружности, по которой движется электрон в магнитном поле.
Таким образом, магнитная сила Лоренца равна центростремительной силе:
q * v * B = m * v^2 / R.
Если рассмотрим второе уравнение движения в центростремительном движении (v^2 = R * a), можно записать q * v * B = m * R * a.
Из этого уравнения можно выразить a = (q * v * B) / m.
Обратимся к ускорению центростремительного движения и кинематическим формулам для пролонгации пути и времени. В данном случае электрон движется по окружности, и её путь можно найти по формуле s = R * θ, где s - путь, θ - угловая величина.
Также известно, что угловая скорость электрона связана со скоростью и радиусом окружности следующим образом: v = ω * R, где ω - угловая скорость.
Тогда можно записать ускорение по угловой скорости: a = ω^2 * R.
Из равенства a = (q * v * B) / m можно выразить ω: ω = (q * B) / (m * R).
Теперь, мы можем рассмотреть изменение скорости электрона. За время Δt скорость электрона изменяется на Δv. Известно, что Δs = v * Δt, где Δs - изменение пути.
Так как v = ω * R, можно записать Δs = ω * R * Δt.
Заметим, что Δt = Δθ / ω, где Δθ - изменение угла.
Таким образом, можно записать Δs = ω * R * (Δθ / ω), и если учесть, что ω = (q * B) / (m * R), получим Δs = (q * B * Δθ) / m.
Теперь мы знаем, что при изменении угла на Δθ путь изменяется на Δs, и можно выразить ускорение как Δv / Δt.
Тогда можно записать
Δv / Δt = (q * B * Δθ) / m.
Так как Δs = v * Δt, Δs = v * (Δθ / ω).
Тогда можно записать (Δs / Δθ) = v / ω.
Получаем, что v / ω = (q * B * Δθ) / (m * Δθ), а v / ω = R.
Тогда можно записать, R = (q * B * Δθ) / (m * Δθ).
Теперь, чтобы выразить Δv, нужно учесть, что Δv = v - v0.
Тогда Δv = R * ω - v0, и вставив значение ω, получим Δv = (q * B)/ (m * R) * R - v0.
Теперь можно заметить, что R сокращается, и остаётся Δv = q * B - m * v0.
Таким образом, изменение скорости электрона за промежуток времени Δt равно Δv = q * B - m * v0.
После подставления всех данных в формулу, можно получить ответ на конкретное значение скорости электрона и величину индукции магнитного поля.
Магнитное поле может оказывать силу на заряженную частицу, такую как электрон. Сила, которую оказывает магнитное поле на движущуюся заряженную частицу, называется магнитной силой Лоренца. Эта сила всегда перпендикулярна силовым линиям магнитного поля и перпендикулярна скорости движения заряда.
Согласно уравнению магнитной силы Лоренца, её модуль можно выразить как F = q * v * B, где F - сила, q - заряд электрона, v - модуль скорости электрона, B - индукция магнитного поля. В данной задаче модуль индукции магнитного поля равен 89,3 мтл (милли тесл), и по условию сила направлена перпендикулярно скорости электрона.
Если электрон попадает в однородное магнитное поле, оно направляет его движение по окружности, так как магнитная сила всегда перпендикулярна скорости электрона. Таким образом, в данной задаче можно сказать, что электрон движется по окружности в магнитном поле.
Изменим задачу и предположим, что электрон имеет начальную скорость v0 и движется в поле B. Чтобы найти изменение скорости электрона, нужно учесть, что магнитная сила и центростремительная сила должны быть равны. Центростремительная сила можно найти по известному закону F = mv^2 / R, где m - масса электрона и R - радиус окружности, по которой движется электрон в магнитном поле.
Таким образом, магнитная сила Лоренца равна центростремительной силе:
q * v * B = m * v^2 / R.
Если рассмотрим второе уравнение движения в центростремительном движении (v^2 = R * a), можно записать q * v * B = m * R * a.
Из этого уравнения можно выразить a = (q * v * B) / m.
Обратимся к ускорению центростремительного движения и кинематическим формулам для пролонгации пути и времени. В данном случае электрон движется по окружности, и её путь можно найти по формуле s = R * θ, где s - путь, θ - угловая величина.
Также известно, что угловая скорость электрона связана со скоростью и радиусом окружности следующим образом: v = ω * R, где ω - угловая скорость.
Тогда можно записать ускорение по угловой скорости: a = ω^2 * R.
Из равенства a = (q * v * B) / m можно выразить ω: ω = (q * B) / (m * R).
Теперь, мы можем рассмотреть изменение скорости электрона. За время Δt скорость электрона изменяется на Δv. Известно, что Δs = v * Δt, где Δs - изменение пути.
Так как v = ω * R, можно записать Δs = ω * R * Δt.
Заметим, что Δt = Δθ / ω, где Δθ - изменение угла.
Таким образом, можно записать Δs = ω * R * (Δθ / ω), и если учесть, что ω = (q * B) / (m * R), получим Δs = (q * B * Δθ) / m.
Теперь мы знаем, что при изменении угла на Δθ путь изменяется на Δs, и можно выразить ускорение как Δv / Δt.
Тогда можно записать
Δv / Δt = (q * B * Δθ) / m.
Так как Δs = v * Δt, Δs = v * (Δθ / ω).
Тогда можно записать (Δs / Δθ) = v / ω.
Получаем, что v / ω = (q * B * Δθ) / (m * Δθ), а v / ω = R.
Тогда можно записать, R = (q * B * Δθ) / (m * Δθ).
Теперь, чтобы выразить Δv, нужно учесть, что Δv = v - v0.
Тогда Δv = R * ω - v0, и вставив значение ω, получим Δv = (q * B)/ (m * R) * R - v0.
Теперь можно заметить, что R сокращается, и остаётся Δv = q * B - m * v0.
Таким образом, изменение скорости электрона за промежуток времени Δt равно Δv = q * B - m * v0.
После подставления всех данных в формулу, можно получить ответ на конкретное значение скорости электрона и величину индукции магнитного поля.