Какая частота обращения и сила действуют на заряженную частицу массой 8*10 в -30 степени кг, которая имеет кинетическую

Какая частота обращения и сила действуют на заряженную частицу массой 8*10 в -30 степени кг, которая имеет кинетическую энергию 4*10 в -16 дж и движется по окружности радиусом 16 мм в однородном магнитном поле?
Манго

Манго

Хорошо, давайте решим эту физическую задачу.

Формулой, которую мы можем использовать для решения этой задачи, является формула для центростремительной силы, действующей на заряженную частицу в магнитном поле (формула Лоренца).

Формула Лоренца имеет вид:
\[F = q \cdot v \cdot B,\]
где \(F\) - сила, действующая на заряженную частицу, \(q\) - заряд частицы, \(v\) - скорость частицы и \(B\) - магнитная индукция.

Мы также знаем, что для частицы, движущейся по окружности, сила должна быть направлена к центру окружности. Поэтому, центростремительная сила может быть вычислена как:
\[F = \frac{mv^2}{r},\]
где \(m\) - масса частицы, \(v\) - скорость частицы и \(r\) - радиус окружности.

Теперь мы можем сравнить два выражения для силы и приравнять их:
\[q \cdot v \cdot B = \frac{mv^2}{r}.\]

Мы знаем, что кинетическая энергия частицы связана со скоростью и массой следующим образом:
\[KE = \frac{1}{2}mv^2.\]

Мы можем переписать это выражение и выразить скорость \(v\) через кинетическую энергию и массу:
\[v = \sqrt{\frac{2KE}{m}}.\]

Теперь подставим это выражение для скорости в равенство силы:
\[q \cdot \sqrt{\frac{2KE}{m}} \cdot B = \frac{m \cdot \left(\sqrt{\frac{2KE}{m}}\right)^2}{r}.\]

Упростим данное уравнение:
\[q \cdot \sqrt{\frac{2KE}{m}} \cdot B = \frac{m \cdot \frac{2KE}{m}}{r},\]
\[q \cdot \sqrt{\frac{2KE}{m}} \cdot B = \frac{2KE}{r}.\]

Теперь избавимся от корня:
\[q \cdot \sqrt{\frac{2KE}{m}} \cdot B \cdot \sqrt{\frac{m}{2KE}} = \frac{2KE}{r} \cdot \sqrt{\frac{m}{2KE}},\]
\[q \cdot B = \frac{2KE}{r \cdot \sqrt{\frac{m}{2KE}}}.\]

Теперь подставим все даные в данное уравнение:
\[q \cdot B = \frac{2 \cdot 4 \times 10^{-16}}{0.016 \times 10^{-2} \cdot \sqrt{\frac{8 \times 10^{-30}}{2 \times 4 \times 10^{-16}}}}.\]

Рассчитаем данное выражение:
\[q \cdot B \approx 4.47 \times 10^{-14} \, \text{Кг} \cdot \text{м/с}^2.\]

Таким образом, сила, действующая на заряженную частицу, составляет приблизительно \(4.47 \times 10^{-14}\) Ньютона. Это значение является модулем силы, поскольку мы не знаем направление силы.

Надеюсь, это решение поможет вам понять, как решить данную физическую задачу. Если у вас возникнут ещё вопросы, не стесняйтесь задавать.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello