Какова масса положительного иона с зарядом двух элементарных зарядов, который движется со скоростью 34 км/с

Тема урока: Движение заряда в магнитном поле

Инструкция: При движении заряда в магнитном поле возникает сила, называемая лоренцевой силой, которая действует перпендикулярно к направлению движения заряда и к силовым линиям магнитного поля. Формула для вычисления силы, действующей на заряд, выглядит следующим образом:

F = q * v * B * sin(theta),

где F - лоренцева сила, q - заряд, v - скорость заряда, B - напряженность магнитного поля и theta - угол между векторами скорости и магнитной индукции.

Поскольку в данной задаче угол theta не указан, мы можем пренебречь им и учесть только модули:

F = q * v * B.

Лоренцева сила является центростремительной силой, и поэтому она направлена к центру окружности, по которой движется заряд. Радиус этой окружности можно найти, используя следующую формулу:

F = (m * v^2) / r,

где m - масса заряда и r - радиус окружности.

Приравняв два этих выражения для силы, можно найти массу заряда:

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

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

Подставляя значения:

m = (2 * 1.6 * 10^-19 C * 34 * 10^3 m/s) / (44 * 10^3 kg/kg * 0.43 m).

m = 1.532 * 10^-21 kg.

Ответ в СИ составляет 1.532 * 10^-21 * 10^25 = 1.532 * 10^4.

Доп. материал:

Задача: Какова масса положительного иона с зарядом 3 элементарных заряда, который движется со скоростью 10 м/с в однородном магнитном поле с напряженностью 500 T? Радиус винтовой линии равен 1 м, а шаг - 2 м. При решении не учитывать релятивистский эффект. Ответ представить в СИ, умножив на 10^25 и округлить до сотых.

Совет: Чтобы понять и запомнить формулы, связанные с движением заряда в магнитном поле, рекомендуется активно участвовать в уроках физики, задавать вопросы и использовать дополнительные источники для изучения данной темы. Также полезно проводить эксперименты и наблюдать за поведением зарядов в магнитных полях.

Задание: Какова масса электрона, движущегося со скоростью 5 * 10^6 м/с в магнитном поле с напряженностью 2 Тесла? Радиус винтовой линии равен 0.1 м, а шаг - 0.02 м. При решении не учитывать релятивистский эффект. Ответ представить в СИ, умножив на 10^25 и округлить до сотых.