Какова сила воздействия магнитного поля на протон с зарядом p = 1,6 * 10^-19, когда протон входит в магнитное поле

Чайник_3352

25

Чтобы решить эту задачу, воспользуемся формулой для определения силы Лоренца, которая действует на заряженную частицу в магнитном поле:

$$F=q\cdot v\cdot B\cdot \sin \theta$$

где:
- $F$ - сила воздействия магнитного поля на заряд;
- $q$ - величина заряда заряженной частицы;
- $v$ - скорость заряда;
- $B$ - индукция магнитного поля;
- $\theta$ - угол между направлением движения заряда и линиями магнитной индукции.

Подставляем известные значения:

$q=1,6\cdot {10}^{-19}$ Кл (заряд протона)
$v=10$ км/с = $10\cdot {10}^3$ м/с (скорость протона)
$B=20$ мТл = $20\cdot {10}^{-3}$ Тл (индукция магнитного поля)
$\theta ={30}^{\circ }$ (угол между направлением движения протона и линиями магнитной индукции)

Подставляем значения в формулу и решаем:

$$F=(1,6\cdot {10}^{-19})\cdot (10\cdot {10}^3)\cdot (20\cdot {10}^{-3})\cdot \sin {30}^{\circ }$$

Вычисляем значение синуса угла 30 градусов: $\sin {30}^{\circ }=\frac{1}{2}$

$$F=(1,6\cdot {10}^{-19})\cdot (10\cdot {10}^3)\cdot (20\cdot {10}^{-3})\cdot \frac{1}{2}$$

$$F=1,6\cdot {10}^{-19}\cdot 10\cdot 20\cdot {10}^{-3}\cdot {10}^3\cdot \frac{1}{2}$$

$$F=1,6\cdot {10}^{-19}\cdot {10}^3\cdot 10\cdot 20\cdot {10}^{-3}\cdot \frac{1}{2}$$

$$F=1,6\cdot {10}^{-19}\cdot {10}^3\cdot 10\cdot 2\cdot {10}^{-3}\cdot \frac{1}{2}$$

$$F=1,6\cdot {10}^{-19}\cdot 10\cdot 2\cdot {10}^{-3}\cdot \frac{1}{2}\cdot {10}^3$$

$$F=1,6\cdot {10}^{-19}\cdot 1\cdot {10}^{-3}\cdot {10}^3$$

$$F=1,6\cdot {10}^{-19}\cdot 1=1,6\cdot {10}^{-19}\text{Н}$$

Таким образом, сила воздействия магнитного поля на протон с зарядом $p=1,6\cdot {10}^{-19}$ Кл, при входе протона в магнитное поле с индукцией $20$ мТл и скоростью $10$ км/с под углом $30$ градусов к линиям магнитной индукции, равна $1,6\cdot {10}^{-19}$ Н.