При попадании заряженной частицы, такой как протон, в магнитное поле, на нее действует сила Лоренца, которая определяется уравнением:
\[ F = q \cdot v \cdot B \cdot \sin(\theta) \]
где:
- \( F \) — сила, действующая на частицу (в нашем случае 0,32 пН, или \( 0,32 \times 10^{-9} \) Н),
- \( q \) — заряд частицы (заряд протона равен \( 1,6 \times 10^{-19} \) Кл),
- \( v \) — скорость частицы,
- \( B \) — магнитная индукция (в данном случае 0,2 Тл),
- \( \theta \) — угол между вектором скорости и вектором поля. Так как протон движется перпендикулярно линиям магнитной индукции, \( \theta = 90^\circ \) и, следовательно, \( \sin(90^\circ) = 1 \).
Теперь подставим известные значения и выразим скорость \( v \):
\[ F = q \cdot v \cdot B \]
\[ v = \frac{F}{q \cdot B} \]
Подставим значения:
\[ v = \frac{0,32 \times 10^{-9}}{(1,6 \times 10^{-19}) \cdot (0,2)} \]
Теперь вычислим:
- Найдем произведение заряда и магнитной индукции:
\[ 1,6 \times 10^{-19} \cdot 0,2 = 3,2 \times 10^{-20} \]
- Поделим силу на полученное значение:
\[ v = \frac{0,32 \times 10^{-9}}{3,2 \times 10^{-20}} \]
- Проведем деление:
\[ v = 10^1 = 10 \text{ м/с} \]
Таким образом, скорость протона в магнитном поле составляет 10 м/с.
