Давайте разберем задачу шаг за шагом.
Условие задачи:
У нас есть точечный заряд \( q = 10^{-5} \, \text{Кл} \), который движется с начальной скоростью \( v_0 = 5 \, \text{м/с} \) в однородное магнитное поле, индукция которого \( B = 2 \, \text{Тл} \). Векторы скорости заряда и магнитного поля взаимно перпендикулярны.
Шаг 1: Формула силы Лоренца
Сила, действующая на заряд в магнитном поле, определяется по формуле силы Лоренца:
\[ F = q \cdot (v \times B) \]
где:
- \( F \) — магнитная сила,
- \( q \) — заряд,
- \( v \) — вектор скорости,
- \( B \) — вектор индукции магнитного поля,
- \( \times \) — векторное произведение.
Шаг 2: Нахождение величины силы
Поскольку векторы скорости и индукции магнитного поля перпендикулярны, можно упростить расчет. Величина магнитной силы будет равна:
\[ F = q \cdot v \cdot B \]
Теперь подставим известные значения:
- \( q = 10^{-5} \, \text{Кл} \)
- \( v = 5 \, \text{м/с} \)
- \( B = 2 \, \text{Тл} \)
Подставляем в формулу:
\[ F = 10^{-5} \, \text{Кл} \cdot 5 \, \text{м/с} \cdot 2 \, \text{Тл} \]
Шаг 3: Подсчет
Теперь производим расчет:
\[ F = 10^{-5} \cdot 5 \cdot 2 = 10^{-5} \cdot 10 = 10^{-4} \, \text{Н} \]
Шаг 4: Направление силы
Направление силы определяется правилом правой руки: если четыре пальца вашей правой руки направлены по направлению вектора скорости \( v \) (вверх в лицевой плоскости), а ваш большой палец указывает в направлении вектора магнитной индукции \( B \) (например, вправо), то сила будет направлена в сторону, в которую указывает ваш ладонь (в данном случае, влево).
Ответ:
Величина силы: \( 10^{-4} \, \text{Н} \)
Направление силы: перпендикулярно как и к вектору скорости, так и к вектору индукции магнитного поля, согласно правилу правой руки.