Можно с решением Протон движется в однородном магнитном поле
с напряженностью 100 А/м в плоскости, перпендикулярной
клиниям магнитной индукции. Определить траекторию
движения протона, если оно происходит в вакууме со ско-
ростью 1,2-103 м/с. Чему равен период обращения протона
в магнитном поле?
F = qvBsinθ,
где F - сила, q - заряд протона, v - скорость протона, B - магнитная индукция, и θ - угол между скоростью протона и направлением магнитной индукции.
В данном случае, угол между скоростью протона и клиньями магнитной индукции равен 90°, поэтому sinθ = 1.
Траектория протона в магнитном поле будет окружностью, так как величина силы остается постоянной, а направление изменяется за счет векторного произведения между скоростью протона и магнитной индукцией.
Модуль силы F можно найти, используя величину заряда протона q и скорость протона v:
F = qvB.
Подставляем известные значения:
F = (1.6 * 10^(-19) Кл) * (1.2 * 10^3 м/с) * (100 А/м) = 1.92 * 10^(-14) Н.
Таким образом, модуль силы, действующей на протон, составляет 1.92 * 10^(-14) Н.
Теперь мы можем найти радиус окружности - траектории движения протона, используя следующую формулу:
F = qvB = mv² / r,
где m - масса протона и r - радиус окружности.
Масса протона m составляет 1.67 * 10^(-27) кг, а скорость v равна 1.2 * 10^3 м/с.
Получаем:
(1.6 * 10^(-19) Кл) * (1.2 * 10^3 м/с) * (100 А/м) = (1.67 * 10^(-27) кг) * v² / r.
Из этого уравнения можно выразить радиус окружности:
r = (1.67 * 10^(-27) кг) * (1.2 * 10^3 м/с) / ((1.6 * 10^(-19) Кл) * (100 А/м)).
Выполняем вычисления:
r = 2.01 * 10^(-14) м.
Таким образом, радиус окружности, которую описывает протон в магнитном поле, составляет 2.01 * 10^(-14) м.
Период обращения протона в магнитном поле можно рассчитать, используя известные значения скорости движения и радиуса окружности:
T = 2πr / v.
Подставляем значения:
T = (2 * 3.14 * 2.01 * 10^(-14) м) / (1.2 * 10^3 м/с).
Выполняем вычисления:
T = 1.05 * 10^(-11) с.
Таким образом, период обращения протона в однородном магнитном поле равен 1.05 * 10^(-11) с.