Определите параметры траектории протона, когда он влетает в однородное магнитное поле со скоростью 100 м/с при угле

Тема: Движение протона в магнитном поле

Объяснение: Когда протон влетает в однородное магнитное поле, действует сила Лоренца, которая отклоняет его от прямолинейного движения и заставляет двигаться по кривой траектории. Сила Лоренца определяется формулой F = q * v * B * sin(θ), где q - заряд протона, v - его скорость, B - индукция магнитного поля, θ - угол между скоростью протона и направлением магнитной индукции.

Чтобы определить параметры траектории протона, нужно решить следующие задачи:

1. Найти силу Лоренца: F = (1,6 * 10^-19 Кл) * (100 м/с) * (0,1 Тл) * sin(60°).
2. Найти радиус траектории протона, используя соотношение силы центробежной силы и силы Лоренца: F = m * (v^2 / r).
3. Найти скорость протона на траектории, используя закон сохранения энергии: 1/2 * m * v^2 = 1/2 * m * u^2.
4. Найти время обращения протона по окружности, используя соотношение окружности и скорости: T = 2π * r / v.

Пример использования: Определите радиус траектории протона, влетающего со скоростью 100 м/с при угле входа 60 градусов в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл.

Совет: При решении задач по движению протона в магнитном поле тщательно проверяйте единицы измерения всех величин, чтобы убедиться в правильности расчетов.

Упражнение: Определите скорость протона, когда он движется по радиусу 0,5 м в однородном магнитном поле с индукцией 0,2 Тл и под действием силы Лоренца 5 * 10^-14 Н. (Масса протона равна 1,7 * 10^-27 кг, заряд - 1,6 * 10^-19 Кл)