Какова обусловленная магнитным полем сила, действующая на протон, который движется со скоростью 15 Мм/с, когда поле

Тема урока: Сила, действующая на протон в магнитном поле

Инструкция: Протоны, будучи частицами со зарядом, подвержены действию силы в магнитном поле. Эта сила называется лоренцевой силой и выражается следующей формулой:

F = q * v * B * sin(θ),

где F - сила, действующая на протон, q - заряд протона, v - скорость протона, B - индукция магнитного поля, θ - угол между векторами скорости и индукции магнитного поля.

В данной задаче протон движется перпендикулярно линиям индукции, поэтому угол θ между векторами скорости и индукции равен 90 градусов. Также известно, что заряд протона q равен электрическому элементарному заряду 1,6 * 10^-19 Кл.

Подставляя известные значения в формулу, получим:

F = (1,6 * 10^-19 Кл) * (15 Мм/с) * (0,45 Тл) * sin(90°).

Далее проводим необходимые преобразования единиц измерения, чтобы привести все к одной системе:

1 Кл = 10^6 Мм/с,
1 Тл = 10^3 Гс = 10^3 Кл/м^2.

Выполняя вычисления, получим:

F = (1,6 * 10^-19 Кл) * (15 * 10^6 Мм/с) * (0,45 * 10^3 Кл/м^2) * 1.

Итак, сила, действующая на протон, равна F = 10,8 * 10^-10 Н.

Совет: Чтобы лучше понять формулу лоренцевой силы и использовать ее в задачах, рекомендуется разобраться с понятием векторного произведения и осознать, как она работает.

Задание для закрепления: Какова сила, действующая на электрон со скоростью 3 * 10^7 м/с, движущемся в перпендикулярном направлении к магнитному полю с индукцией 0,8 Тл? (Заряд электрона q = -1,6 * 10^-19 Кл).