Какое расстояние l, в миллиметрах и округленное до целого числа, пройдет заряженная частица с удельным зарядом q/m=9,42
Какое расстояние l, в миллиметрах и округленное до целого числа, пройдет заряженная частица с удельным зарядом q/m=9,42 * 10^9 кл/кг, находящаяся в однородном магнитном поле с индукцией В= 0, 2 Тл, если ей сообщена начальная скорость V= 6*10^6 м/с, перпендикулярная линиям индукции поля, и через некоторое время вектор скорости ее поворачивается на 90°?
26.11.2023 05:51
Инструкция: Для решения этой задачи нам необходимо использовать два важных физических закона, которые описывают движение заряженных частиц в магнитном поле.
Первый закон - это закон Лоренца, который гласит, что на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца. Вектор силы Лоренца определяется по формуле F = q * (V × B), где:
- F - сила Лоренца,
- q - заряд частицы,
- V - вектор скорости частицы,
- B - вектор индукции магнитного поля.
Второй закон - это закон изменения момента импульса, который гласит, что момент импульса заряженной частицы в магнитном поле остается постоянным. Математически это выражается так: mv = m0v0, где:
- m - масса частицы,
- v - скорость частицы,
- m0 - масса частицы в покое,
- v0 - скорость частицы в покое.
В нашей задаче, частица двигается перпендикулярно линиям индукции магнитного поля, поэтому ей будет действовать сила Лоренца, направленная по правилу правого винта в плоскости, перпендикулярной к направлению скорости.
Чтобы найти расстояние, которое пройдет частица, мы должны вычислить путь, который она пройдет, до того как ее вектор скорости повернется на 90 градусов. Для этого нам нужно выразить время, за которое произойдет поворот скорости на 90 градусов.
Например: Введите данные задачи:
q/m = 9,42 * 10^9 кл/кг
B = 0,2 Тл
V = 6 * 10^6 м/с
Совет: Для лучшего понимания этой задачи, сначала убедитесь, что вы знакомы с понятием силы Лоренца и ее влиянием на движение заряженных частиц в магнитном поле. Также, помните, что векторное произведение двух векторов V и B дает вектор, перпендикулярный плоскости, образованной этими векторами.
Задача на проверку: Найдите расстояние, которое пройдет частица, используя данные из примера использования. Ответ округлите до целого числа в миллиметрах.