Какова кинетическая энергия протона, движущегося по окружности радиусом 2 см в однородном магнитном поле

Движение протона в магнитном поле

Объяснение: Итак, кинетическая энергия протона, движущегося в магнитном поле, может быть рассчитана с использованием формулы для кинетической энергии и формулы для силы Лоренца. Формула для кинетической энергии: K = (1/2)mv², где K - кинетическая энергия, m - масса протона и v - его скорость.

Формула для силы Лоренца: F = qvB, где F - сила, q - заряд протона, v - скорость протона и B - магнитная индукция.

Магнитная индукция (B) равна произведению магнитной напряженности (H) на магнитную проницаемость (μ): B = μH.

Для решения задачи нам нужно найти скорость протона. Мы можем использовать формулу для скорости центростремительного движения: v = ωr, где ω - угловая скорость, а r - радиус окружности.

Для определения угловой скорости, нам понадобится формула ω = v/r. Таким образом, угловая скорость равна скорости, разделенной на радиус.

Тогда, подставив значения в формулы, найдем кинетическую энергию протона.

Пример: Масса протона равна 1,67 × 10^-27 кг.

Магнитная индукция B = μH, где μ= 4π × 10^-7 Тл/Ам.

Радиус окружности r = 0,02 м.

Напряженность магнитного поля H = 105 А/м.

Мы должны рассчитать кинетическую энергию протона.

Совет: Перед расчетами всегда удостоверьтесь, что все единицы измерения согласованы.

Задача для проверки: Найдите кинетическую энергию электрона, движущегося со скоростью 3 × 10^6 м/с в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл. Масса электрона равна 9,1 × 10^-31 кг.