Какова сила Лоренца, действующая на движущуюся частицу, если масса ее равна m = 8*10^-12 кг, заряд q = 3*10^-10
Какова сила Лоренца, действующая на движущуюся частицу, если масса ее равна m = 8*10^-12 кг, заряд q = 3*10^-10 Кл, и она движется в однородном магнитном поле с индукцией B = 10 тл? При этом кинетическая энергия частицы равна E = 10^-6 Дж. Магнитное поле перпендикулярно скорости частицы.
15.02.2024 23:01
Пояснение:
Сила Лоренца - это сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле. Формула для расчета силы Лоренца выглядит следующим образом:
F = q * (v × B),
где F - сила Лоренца,
q - заряд частицы,
v - скорость частицы,
B - индукция магнитного поля.
Для решения данной задачи нужно определить значение силы Лоренца. По условию задачи, масса частицы m = 8*10^-12 кг, заряд q = 3*10^-10 Кл, индукция магнитного поля B = 10 тл и кинетическая энергия частицы E = 10^-6 Дж.
Первым шагом определим скорость частицы. Для этого используем формулу:
E = (1/2) * m * v^2,
где E - кинетическая энергия, m - масса частицы, v - скорость частицы.
Решая уравнение относительно v, получим:
v = sqrt((2E)/m).
Подставляя значения m и E, получаем:
v = sqrt((2 * (10^-6)) / (8*10^-12)) = 0.05 м/с.
Теперь, имея значение скорости и индукции магнитного поля, можно рассчитать силу Лоренца:
F = q * (v × B).
Подставляя значения q, v и B, получаем:
F = (3*10^-10) * (0.05 × 10) = 1.5*10^-10 Н.
Пример:
Дано: m = 8*10^-12 кг, q = 3*10^-10 Кл, B = 10 тл, E = 10^-6 Дж.
Найти силу Лоренца.
Решение:
1. Определить скорость частицы: v = sqrt((2 * (10^-6)) / (8*10^-12)) = 0.05 м/с.
2. Вычислить силу Лоренца: F = (3*10^-10) * (0.05 × 10) = 1.5*10^-10 Н.
Совет:
Для лучшего понимания концепции силы Лоренца, рекомендуется ознакомиться с основами электромагнетизма и законами движения зарядов в магнитных полях.
Задача на проверку:
Дано:
Масса частицы m = 5*10^-8 кг.
Заряд частицы q = 4*10^-9 Кл.
Индукция магнитного поля B = 2 тл.
Кинетическая энергия частицы E = 3*10^-6 Дж.
Найдите силу Лоренца, действующую на частицу.