Какова сила, действующая на протон, когда он влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно силовым линиям

Yuliya_6168

38

Чтобы определить силу, действующую на протон в данной ситуации, мы воспользуемся формулой, известной как сила Лоренца. Согласно этой формуле, сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, равна произведению модуля заряда частицы, модуля скорости и модуля магнитной индукции, умноженному на синус угла между скоростью и направлением магнитного поля.

Мы знаем, что заряд протона равен \(1,6 \times 10^{-19}\) Кл, скорость протона равна \(2,5 \times 10^{5}\) м/с, а магнитный поток равен \(6 \times 10^{-6}\) Вб.

Для начала нам нужно найти модуль магнитной индукции, который равен отношению магнитного потока к площади, через которую он пронизывает.

\[
B = \frac{\Phi}{A}
\]

Подставляя известные значения, получим:

\[
B = \frac{6 \times 10^{-6}}{15 \times 10^{-4}} = 4 \times 10^{-2} \, \text{Тл}
\]

Теперь мы можем найти силу, действующую на протон. Подставляя значения в формулу, получим:

\[
F = q \cdot v \cdot B \cdot \sin{\theta}
\]

где \(q\) - заряд протона, \(v\) - скорость протона, \(B\) - магнитная индукция, \(\theta\) - угол между скоростью и направлением магнитного поля.

\[
F = (1{,}6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}) \cdot (2{,}5 \times 10^5 \, \text{м/c}) \cdot (4 \times 10^{-2} \, \text{Тл}) \cdot \sin{30^\circ}
\]

Вычисляя это выражение, мы получаем:

\[
F = 2{,}68 \times 10^{-16} \, \text{Н}
\]

Итак, сила, действующая на протон в данной ситуации, составляет \(2{,}68 \times 10^{-16}\) Н.