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?

artemgavrev artemgavrev    2   16.04.2021 20:42    191

Ответы
ciromerka ciromerka  25.01.2024 08:16
Для определения траектории движения протона в однородном магнитном поле, мы можем использовать закон Лоренца, который гласит:

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.
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Физика