Для решения этой задачи мы воспользуемся уравнением, связывающим силу, магнитное поле и скорость заряженной частицы, такой как электрон. В общем случае, сила, действующая на заряд в магнитном поле, выражается следующим образом:
[ F = q \cdot v \cdot B \cdot \sin(\theta) ]
где:
- ( F ) — сила, действующая на заряд (в ньютонах),
- ( q ) — заряд электрона (в кулонах),
- ( v ) — скорость электрона (в метрах в секунду),
- ( B ) — модуль вектора магнитной индукции (в теслах),
- ( \theta ) — угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции.
Шаг 1: Подставить известные значения
Зная, что:
- ( F = 5,6 \cdot 10^{-13} , \text{Н} ),
- ( B = 0,17 , \text{Тл} ),
- заряд электрона ( q = 1,6 \cdot 10^{-19} , \text{К} ),
- угол ( \theta = 15^\circ ).
Теперь мы можем подставить все известные значения в формулу.
Шаг 2: Переписать уравнение для скорости
Сначала выразим скорость ( v ):
[ v = \frac{F}{q \cdot B \cdot \sin(\theta)} ]
Шаг 3: Вычислить синус угла
Для угла ( 15^\circ ) найдем синус:
[ \sin(15^\circ) \approx 0,2588 ]
Шаг 4: Подставить значения в уравнение
Теперь подставим все известные значения в уравнение для скорости:
[ v = \frac{5,6 \cdot 10^{-13}}{(1,6 \cdot 10^{-19}) \cdot (0,17) \cdot (0,2588)} ]
Шаг 5: Вычислить скорость
Теперь вычислим числитель и знаменатель:
- Сначала вычислим знаменатель:
[ (1,6 \cdot 10^{-19}) \cdot (0,17) \cdot (0,2588) = 1,6 \cdot 0,17 \cdot 0,2588 \cdot 10^{-19} ]
[ \approx 0,07379 \cdot 10^{-19} = 7,379 \cdot 10^{-21} ]
- Теперь подставим обратно в уравнение:
[ v = \frac{5,6 \cdot 10^{-13}}{7,379 \cdot 10^{-21}} ]
- Это деление даёт:
[ v \approx 7,59 \cdot 10^{7} , \text{м/с} ]
Ответ
Скорость, с которой электрон влетает в магнитное поле, составляет примерно ( 7,59 \cdot 10^7 , \text{м/с} ).