На протон, движущийся со скоростью 100⁶ м/с в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции, действует сила Лоренца 0,32 х

Задача (по вашей формулировке, предполагаемое значение силы F = 0,32 Н):

Дано:

• Частица: протон (заряд q = e = 1,602×10^-19 Кл)
• Скорость v = 1×10^6 м/с
• Вектор B таков, что скорость перпендикулярна линиям индукции (v ⟂ B), значит угол между v и B φ = 90°, и сила Лоренца F = q v B

Нужная величина: B (магнитная индукция)

Шаги решения:

1. Формула силы Лоренца для магнитного поля: F = q v B sinφ. При φ = 90° sinφ = 1, значит F = q v B.

2. Выразим B: B = F / (q v).

3. Подставим числа:

   • F = 0,32 Н
   • q = 1,602×10^-19 Кл
   • v = 1×10^6 м/с

   B = 0,32 / (1,602×10^-19 × 1×10^6) = 0,32 / (1,602×10^-13) ≈ 1,996×10^12 Тесла ≈ 2,0×10^12 Т

Ответ:

• Магнитная индукция должна быть примерно B ≈ 2×10^12 Т.

Дополнения:

• Движение протона в таком поле, чтобы F = 0,32 Н, потребовало бы очень огромного магнитного поля ( порядка триллионов тесла), что значительно превышает реальные лабораторные пределы. В реальных условиях такие силы достигаются в ускорителях с очень большими полями лишь на очень малых участках пути, но для учебной задачи математика выше приведённых формул верна.
• Направление силы определяется правилом правой руки: для положительного заряда F направлено по векторному произведению v × B.