Для решения данной задачи будем использовать закон Лоренца, который описывает силу, действующую на заряд, движущийся в магнитном поле. Сила, действующая на заряд, описывается формулой:
\[ F = q \cdot (v \times B) \]
где:
- \( F \) — сила, действующая на заряд (в этом случае \( 10^{-5} \) Н),
- \( q \) — заряд (в данном случае \( -10^{-6} \) Кл),
- \( v \) — скорость заряда (в данном случае \( 8 \) м/с),
- \( B \) — индукция магнитного поля, которую мы хотим определить.
Шаг 1: Определение направления
Поскольку из условия задачи известно, что сила \( F \) направлена вертикально вверх, а заряд \( q \) отрицательный, то нам нужно определить направление вектора скорости \( v \) и вектора магнитной индукции \( B \).
- Вектор скорости \( v \) направлен вверх (в соответствии с тем, что заряд взлетает).
- Используем правило правой руки для нахождения направления вектора \( B \).
Поскольку заряд отрицательный, индукция \( B \) будет направлена по другой стороне от направления скорости.
Шаг 2: Применение формулы
Запишем формулу для нахождения модуля магнитной индукции:
\[ F = |q| \cdot v \cdot B \]
Отсюда можно выразить модуль магнитной индукции \( B \):
\[ B = \frac{F}{|q| \cdot v} \]
Шаг 3: Подставляем известные значения
Теперь подставим известные значения в формулу:
- \( F = 10^{-5} \) Н
- \( |q| = 10^{-6} \) Кл
- \( v = 8 \) м/с
Подставляем:
\[ B = \frac{10^{-5}}{10^{-6} \cdot 8} = \frac{10^{-5}}{8 \cdot 10^{-6}} = \frac{10^{-5}}{8 \times 10^{-6}} = \frac{1}{8} \, Тл \]
Шаг 4: Определим направление
Поскольку заряд отрицательный и скорость направлена вверх, магнитное поле будет направлено в сторону, перпендикулярную направлению силы и скорости. Если скорость направлена вверх, то, соблюдая правило правой руки, можно заключить, что индукция магнитного поля \( B \) направлена горизонтально.
Ответ
Модуль индукции магнитного поля \( B \) равен \( 0.125 \, Тл \), направлен горизонтально, перпендикулярно направлению скорости и силам действия на заряд.