Какова индукция магнитного поля, если протон со скоростью 450 м/с влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно силовым линиям и его траектория имеет радиус кривизны 6 см?
Михайловна
Для решения данной задачи, нам необходимо использовать закон Лоренца, который описывает силу, действующую на заряженную частицу в магнитном поле. Согласно этому закону, сила, действующая на заряженную частицу, равна произведению её заряда на векторное произведение её скорости и вектора магнитной индукции:
\[ \vec{F} = q(\vec{v} \times \vec{B}) \]
где \(\vec{F}\) - сила, действующая на протон,
\(q\) - заряд протона,
\(\vec{v}\) - скорость протона и
\(\vec{B}\) - вектор магнитной индукции.
В данной задаче скорость протона есть 450 м/с, а его траектория имеет радиус кривизны. Поскольку сила, действующая на протон, перпендикулярна скорости, протон движется по круговой траектории с постоянной скоростью.
Для нахождения индукции магнитного поля, нам необходимо использовать второй закон Ньютона для центростремительного ускорения:
\[ a = \frac{v^2}{r} \]
где \(a\) - центростремительное ускорение протона и \(r\) - радиус кривизны его траектории.
Также мы можем использовать соотношение центростремительного ускорения и магнитной индукции:
\[ a = \frac{q}{m}vB \]
где \(m\) - масса протона.
Теперь сравнивая выражения для ускорения протона, получаем:
\[ \frac{v^2}{r} = \frac{q}{m}vB \]
Решая это уравнение относительно магнитной индукции \(B\), получаем:
\[ B = \frac{m}{q} \cdot \frac{v}{r} \]
Подставляя значения массы протона (\(m = 1.67 \times 10^{-27}\) кг), заряда протона (\(q = 1.6 \times 10^{-19}\) Кл), скорости (\(v = 450\) м/с) и радиуса кривизны траектории, вы сможете рассчитать индукцию магнитного поля, влияющую на движение данного протона.
\[ \vec{F} = q(\vec{v} \times \vec{B}) \]
где \(\vec{F}\) - сила, действующая на протон,
\(q\) - заряд протона,
\(\vec{v}\) - скорость протона и
\(\vec{B}\) - вектор магнитной индукции.
В данной задаче скорость протона есть 450 м/с, а его траектория имеет радиус кривизны. Поскольку сила, действующая на протон, перпендикулярна скорости, протон движется по круговой траектории с постоянной скоростью.
Для нахождения индукции магнитного поля, нам необходимо использовать второй закон Ньютона для центростремительного ускорения:
\[ a = \frac{v^2}{r} \]
где \(a\) - центростремительное ускорение протона и \(r\) - радиус кривизны его траектории.
Также мы можем использовать соотношение центростремительного ускорения и магнитной индукции:
\[ a = \frac{q}{m}vB \]
где \(m\) - масса протона.
Теперь сравнивая выражения для ускорения протона, получаем:
\[ \frac{v^2}{r} = \frac{q}{m}vB \]
Решая это уравнение относительно магнитной индукции \(B\), получаем:
\[ B = \frac{m}{q} \cdot \frac{v}{r} \]
Подставляя значения массы протона (\(m = 1.67 \times 10^{-27}\) кг), заряда протона (\(q = 1.6 \times 10^{-19}\) Кл), скорости (\(v = 450\) м/с) и радиуса кривизны траектории, вы сможете рассчитать индукцию магнитного поля, влияющую на движение данного протона.
Знаешь ответ?