Протон рухається в однорідному магнітному полі у вакуумі по колу радіусом 2,5 см визначте швидкість руху протона якщо індукція магнітного поля становить 0,8Тл. Заряд протона 1,6•10-¹⁹ Кл. маса протона 1, 6⁷*10-²⁷кг.(формулу для швидкості вивести з основних формул).
Ответы
Ответ:
Для визначення швидкості руху протона в однорідному магнітному полі можна використовувати другий закон Ньютона для обертового руху. У цьому випадку, протон рухається в колі під впливом сили Лоренца.
Сила Лоренца визначається як:
F = q * v * B * sin(θ),
де:
F - сила, що діє на протон (центріпетальна сила),
q - заряд протона,
v - швидкість протона,
B - індукція магнітного поля,
θ - кут між напрямом швидкості і напрямом індукції поля (в даному випадку, θ = 90 градусів, оскільки рух вздовж кола).
Сила, що діє на протон, визначається як центріпетальна сила:
F = m * a,
де:
m - маса протона,
a - прискорення, спрямоване до центра кола.
Також відомо, що прискорення a в обертовому русі можна виразити як v² / r, де r - радіус обертання.
Заряд протона q = 1,6 * 10⁻¹⁹ Кл, маса m = 1,6 * 10⁻²⁷ кг, індукція B = 0,8 Тл, радіус r = 2,5 см = 0,025 м.
Отже, ми можемо скласти рівняння на основі вище зазначених відношень:
q * v * B = m * v² / r.
Тепер ми можемо вирішити це рівняння для швидкості v:
v = (q * B * r) / m.
Підставимо значення:
v = (1,6 * 10⁻¹⁹ Кл * 0,8 Тл * 0,025 м) / (1,6 * 10⁻²⁷ кг).
Розрахунок дає:
v ≈ 2 * 10⁶ м/с.
Отже, швидкість руху протона при заданих умовах становить приблизно 2 * 10⁶ м/с.
Объяснение: