С какой скоростью движется протон под углом 30 ° к линиям магнитного поля, если на него действует сила Лоренца 0,8 пН ? Индукция магнитного поля равна 0,2 Тл .

asweta | 11 августа, 2024 | образование

Для решения этой задачи будем использовать формулу для силы Лоренца, действующей на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле:

F_L = q * v * B * sin(θ)

Где:
— F_L — сила Лоренца (0,8 пН = 0,8 × 10^-12 Н)
— q — заряд частицы (для протона q = 1,6 × 10^-19 Кл)
— v — скорость частицы (неизвестна)
— B — индукция магнитного поля (0,2 Тл)
— θ — угол между скоростью и магнитным полем (30°)

Решим формулу для скорости частицы v:

0,8 × 10^-12 = 1,6 × 10^-19 * v * 0,2 * sin(30°)

sin(30°) = 0,5

0,8 × 10^-12 = 1,6 × 10^-19 * v * 0,2 * 0,5
v = 0,8 × 10^-12 / (1,6 × 10^-19 * 0,2 * 0,5)
v = 0,8 × 10^-12 / 1,6 × 10^-20
v = 5 × 10^8 м/с

Таким образом, скорость протона, движущегося под углом 30° к линиям магнитного поля с индукцией 0,2 Тл и на который действует сила Лоренца 0,8 пН, равна 5 × 10^8 м/с или 500 000 км/с.