Каково отношение модуля силы, действующей на электрон со стороны магнитного поля, к модулю силы, действующей на протон
Каково отношение модуля силы, действующей на электрон со стороны магнитного поля, к модулю силы, действующей на протон в данный момент времени, когда электрон и протон влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции со скоростью 2v и v соответственно?
08.12.2024 16:56
Пояснение: В данной задаче сравнивается модуль силы, действующей на электрон и модуль силы, действующей на протон, когда они входят в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции.
Модуль силы, действующей на частицу в магнитном поле, можно выразить следующей формулой:
F = qvB sin(θ),
где F - модуль силы, q - заряд частицы, v - скорость частицы, B - магнитная индукция поля, θ - угол между векторами скорости и магнитной индукции.
В данной задаче мы имеем электрон со скоростью 2v и протон со скоростью v. Значит, модули их скоростей отличаются в 2 раза.
Также, угол θ для обеих частиц будет одинаковым, так как они входят в поле перпендикулярно вектору магнитной индукции.
Подставим эти значения в формулу:
Fe = e * 2v * B * sin θ, (1)
Fp = e * v * B * sin θ. (2)
Где Fe - модуль силы, действующей на электрон,
Fp - модуль силы, действующей на протон,
e - элементарный заряд.
Теперь найдем отношение Fe к Fp:
Fe/Fp = (e * 2v * B * sin θ) / (e * v * B * sin θ) = 2v/v = 2.
Таким образом, отношение модуля силы, действующей на электрон, к модулю силы, действующей на протон, равно 2.
Дополнительный материал:
У нас есть электрон, движущийся со скоростью 4 м/с, и протон, движущийся со скоростью 2 м/с. Оба влетают в однородное магнитное поле с магнитной индукцией 0,5 Тл. Найдите отношение модуля силы, действующей на электрон, к модулю силы, действующей на протон.
Совет: Для лучшего понимания задачи, следует осознать влияние заряда и скорости на силу, действующую на частицу в магнитном поле. Рекомендуется также понять, как взаимодействуют магнитная индукция и угол между векторами скорости и магнитной индукции.
Ещё задача:
Электрон и протон с одинаковыми скоростями проникают в однородное магнитное поле под прямым углом к вектору магнитной индукции. Найдите отношение модуля силы, действующей на электрон, к модулю силы, действующей на протон в этом случае.