Какая по величине сила действует на протон, летящий в однородном магнитном поле индукцией 4·102 Тл под углом 300 к линиям магнитной индукции со скоростью 5,0-10 м/с?
Чтобы определить силу, действующую на протон, который движется в магнитном поле, можно воспользоваться формулой для силы Лоренца:
\[ F = q \cdot v \cdot B \cdot \sin(\alpha) \]
где:
- \( F \) — сила,
- \( q \) — заряд частицы (для протона \( q = 1,6 \times 10^{-19} \) Кл),
- \( v \) — скорость (в данном случае \( v = 5,0 \times 10^6 \) м/с),
- \( B \) — индукция магнитного поля (в данном случае \( B = 4 \times 10^{-2} \) Тл),
- \( \alpha \) — угол между направлением скорости и линиями магнитного поля (в данном случае \( \alpha = 30^\circ \)).
Теперь подставим известные значения в формулу.
Рассчитаем синус угла: \[ \sin(30^\circ) = 0,5 \]
Подставим значения в формулу для силы: \[ F = (1,6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}) \cdot (5,0 \times 10^6 \, \text{м/с}) \cdot (4 \times 10^{-2} \, \text{Тл}) \cdot 0,5 \]
Выполним вычисления: \[ F = (1,6 \times 10^{-19}) \cdot (5,0 \times 10^6) \cdot (0,04) \cdot 0,5 \] \[ = (1,6 \times 10^{-19}) \cdot (5,0 \times 10^6) \cdot 0,02 \] \[ = (1,6 \times 5,0 \times 0,02) \times 10^{-19+6} = 0,16 \times 10^{-13} = 1,6 \times 10^{-14} \, \text{Н} \]
Таким образом, сила, действующая на протон, равна \( 1,6 \times 10^{-14} \) Н.
