Уявіть ситуацію, коли протон зі швидкістю 3+10^6м/с влітає перпендикулярно до лінійної магнітної індукції поля

Тема урока: Сила Лоренца и радиус траектории

Описание: В данной задаче нам необходимо определить силу, действующую на протон, и радиус его траектории при движении в магнитном поле.

Для начала, воспользуемся формулой для силы Лоренца:
F = qvBsinθ,

где F - сила Лоренца, q - заряд протона, v - скорость протона, B - магнитная индукция поля, θ - угол между скоростью протона и направлением магнитного поля.

В данном случае, протон влетает перпендикулярно к магнитной индукции поля, поэтому угол θ равен 90°, а sin90° равен 1. Заряд протона составляет 1,6 · 10^(-19) Кл.

Теперь подставим известные значения в формулу:
F = (1,6 · 10^(-19) Кл) · (3 · 10^6 м/с) · (5,6 Тл) · 1

Вычислим эту формулу и найдем силу:

F = (1,6 · 10^(-19)) · (3 · 10^6) · (5,6)
F = 8,96 · 10^(-13) Н

Теперь рассмотрим радиус траектории протона в магнитном поле. Радиус определяется по формуле:

r = mv/qB,

где r - радиус траектории, m - масса протона.

Масса протона составляет 1,67 · 10^(-27) кг. Подставим значения в формулу:

r = (1,67 · 10^(-27) кг) · (3 · 10^6 м/с) / ((1,6 · 10^(-19) Кл) · (5,6 Тл))

Вычислим эту формулу и найдем радиус:

r = (1,67 · 10^(-27)) · (3 · 10^6) / ((1,6 · 10^(-19)) · (5,6))
r ≈ 2,369 м

Таким образом, сила, действующая на протон при движении в магнитном поле, составляет 8,96 · 10^(-13) Н, а радиус его траектории приблизительно равен 2,369 м.

Совет: Чтобы лучше понять силу Лоренца и радиус траектории заряженной частицы в магнитном поле, рекомендуется обратить внимание на направление силы Лоренца: она всегда перпендикулярна и замирает на круговой орбите. Также полезно изучить связь между зарядом, скоростью и индукцией магнитного поля.

Ещё задача: При какой магнитной индукции поле радиус траектории протона будет в два раза больше, при неизменных значениях заряда протона и его скорости?