С каким ускорением движется электрон в однородном магнитном поле (вектор магнитной индукции перпендикулярен вектору скорости) с индукцией 0,05 Тл, если сила Лоренца, действующая на него, равна 5x10-13 Н.

(Так как сила Лоренца является одновременно и центростремительной силой, и электрон движется по окружности, в задаче требуется рассчитать центростремительное ускорение, которое приобретает электрон в результате действия центростремительной силы.)

С дано и т.д.

kaleeva1607 kaleeva1607    1   15.04.2020 14:39    335

Ответы
susystgr susystgr  26.12.2023 10:48
Для решения данной задачи вам понадобятся формула силы Лоренца и формула для центростремительного ускорения.

Сила Лоренца определяется следующей формулой:

F = q * v * B,

где F - сила Лоренца, q - заряд частицы (в данном случае заряд электрона), v - скорость частицы и B - вектор магнитной индукции.

Центростремительное ускорение (a) вычисляется по формуле:

a = v^2 / R,

где a - центростремительное ускорение, v - скорость частицы и R - радиус окружности, по которой движется электрон.

В данной задаче известны сила Лоренца (F = 5x10^-13 Н) и вектор магнитной индукции (B = 0,05 Tl). Необходимо найти ускорение (a) электрона.

Поскольку сила Лоренца является центростремительной силой, её можно записать в виде:

F = m * a,

где m - масса электрона и a - искомое ускорение.

Теперь мы можем выразить ускорение (a) через известные величины:

F = q * v * B,

m * a = q * v * B,

a = (q * v * B) / m.

Таким образом, ускорение (a) выражается через заряд электрона (q), скорость (v), вектор магнитной индукции (B) и массу электрона (m).

Известные значения:

q = 1,6 * 10^-19 Кл (заряд электрона),
B = 0,05 Тл (вектор магнитной индукции),
m = 9,1 * 10^-31 кг (масса электрона).

Подставляем известные значения в формулу:

a = (1,6 * 10^-19 Кл * v * 0,05 Тл) / (9,1 * 10^-31 кг).

Теперь нам необходимо найти скорость (v) электрона. Поскольку электрон движется по окружности под действием магнитной силы, мы можем использовать другую формулу, связывающую силу и скорость:

F = m * v^2 / R,

R - радиус окружности. Поскольку известно, что v и B перпендикулярны между собой и R - радиус окружности, на которой движется электрон, мы можем записать:

F = q * v * B,

m * v^2 / R = q * v * B,

v^2 = (q * B * R) / m.

Теперь мы можем выразить скорость (v) через известные величины:

v = sqrt((q * B * R) / m).

Мы уже знаем значения q, B и m, осталось только найти радиус R. Перед этим заметим, что известные значения имеют разные единицы измерения. Для удобства, переведем магнитную индукцию в кг * с^(-1) * А^(-1), иначе известная величина будет иметь размерность Н/Ам. Поскольку 1 Тл = 1 кг * с^(-1) * А^(-1), переводим B:

B = 0,05 Тл = 0,05 кг * с^(-1) * А^(-1).

Теперь находим радиус (R) окружности, используя известные величины:

R = m * v / (q * B).

Подставляем известные значения:

R = (9,1 * 10^-31 кг * v) / (1,6 * 10^-19 Кл * 0,05 кг * с^(-1) * А^(-1)).

Теперь, когда у нас есть значение радиуса (R), мы можем подставить все известные величины в формулу для ускорения (a):

a = (1,6 * 10^-19 Кл * v * 0,05 Тл) / (9,1 * 10^-31 кг).

Таким образом, мы можем рассчитать значение ускорения (a) электрона в однородном магнитном поле.

Обратите внимание, что все значения даны в СИ (Системе Международных Единиц). Если значения даны в других единицах измерения, их следует привести к СИ перед решением задачи. В этом случае, при переводе единиц измерения, необходимо учесть конверсионные коэффициенты.
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Физика