Для решения задачи начнем с применения закона силы Лоренца, который описывает действие магнитного поля на движущийся электрический заряд. Сила, действующая на заряд в магнитном поле, вычисляется по формуле:
\[ \mathbf{F} = q (\mathbf{v} \times \mathbf{B}) \]
где:
- \( \mathbf{F} \) — магнитная сила,
- \( q \) — заряд (в данном случае \( 2 \times 10^{-5} \) Кл),
- \( \mathbf{v} \) — вектор скорости (5 м/с),
- \( \mathbf{B} \) — вектор магнитной индукции (2 Тл).
Кроме того, нам нужно учесть, что угол между векторами скорости и магнитной индукции составляет 45°.
- Определяем модуль силы. Модуль магнитной силы вычисляется по формуле:
\[ F = |q| \cdot v \cdot B \cdot \sin(\theta) \]
где:
- \( |q| = 2 \times 10^{-5} \) Кл,
- \( v = 5 \) м/с,
- \( B = 2 \) Тл,
- \( \theta = 45^{\circ} \),
- \( \sin(45^{\circ}) = \frac{\sqrt{2}}{2} \).
Теперь подставим значения:
\[ F = 2 \times 10^{-5} \cdot 5 \cdot 2 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} \]
Упрощаем:
\[ F = 2 \times 10^{-5} \cdot 5 \cdot \sqrt{2} \approx 2 \times 10^{-5} \cdot 5 \cdot 1.414 \approx 1.414 \times 10^{-4} \text{ Н} \]
Таким образом, модуль силы \( F \) примерно равен \( 1.414 \times 10^{-4} \) Н.
- Определяем направление силы. Направление силы определяется правилом правой руки: если четыре пальца правой руки направить по вектору скорости, а затем согнуть их в сторону вектора магнитной индукции, то течение силы будет указывать в сторону, куда смотрит большой палец. В случае угла в 45° результат будет давать направление перпендикулярно как вектору скорости, так и вектору магнитного поля.
Таким образом, ответ на задачу:
- Модуль силы: \( \approx 1.414 \times 10^{-4} \) Н.
- Направление силы: оно будет перпендикулярно как вектору скорости, так и вектору магнитной индукции.