Какой будет расстояние пути частицы, когда её вектор скорости повернется на угол 270°, если она движется в однородном магнитном поле с зарядом 15 нкл и массой 6*10^-15 кг, вектор индукции магнитного поля перпендикулярен её скорости, и у нее кинетическая энергия 2 мкДж при индукции магнитного поля 0,2 Тл?
Подробный ответ:
Объяснение:
Для решения этой задачи мы можем использовать закон Лоренца, который описывает движение частицы в магнитном поле. Закон Лоренца гласит, что на заряженную частицу с зарядом q и скоростью v в магнитном поле с индукцией B действует сила, равная F = qvBsinθ, где θ — угол между векторами v и B.
Поскольку у нас даны значения заряда (q), вектора индукции магнитного поля (B) и угла поворота (270°), мы можем использовать эти значения, чтобы найти силу, действующую на частицу.
Сначала мы должны найти величину скорости частицы. Мы знаем, что у частицы кинетическая энергия (E) равна 2 мкДж = 2 * 10^-6 Дж. Используя формулу для кинетической энергии E = 1/2 * mv^2, где m — масса частицы, мы можем найти величину скорости (v).
Учитывая, что масса (m) частицы равна 6 * 10^-15 кг, мы можем решить уравнение:
2 * 10^-6 = 1/2 * (6 * 10^-15) * v^2
Решая это уравнение, мы найдем значение скорости (v). Затем мы можем использовать это значение скорости, чтобы найти силу (F), действующую на частицу, используя закон Лоренца.
Используя равномерное движение с постоянным ускорением, мы можем использовать следующую формулу для нахождения расстояния (s) частицы:
s = (v^2 * sin(2θ))/a,
где a — ускорение, в данном случае мы предполагаем, что a = 0, так как у нас равномерное движение.
Пример использования:
Найдем расстояние пути частицы, когда её вектор скорости повернется на угол 270°.
Дано:
Заряд частицы (q) = 15 нкл
Масса частицы (m) = 6 * 10^-15 кг
Кинетическая энергия (E) = 2 мкДж
Индукция магнитного поля (B) = 0.2 Тл
Угол поворота (θ) = 270°
1. Найдем величину скорости (v):
2 * 10^-6 = 1/2 * (6 * 10^-15) * v^2
Решим уравнение для v.
2. Используем значение скорости, чтобы найти силу (F) по закону Лоренца.
3. Подставим значения v, θ и a в формулу для расстояния (s) и найдем расстояние пути частицы.
Совет:
Для более легкого понимания материала и решения данной задачи, рекомендуется обозначить все значения, записать все уравнения и следовать пошаговым решениям. Также учтите единицы измерения при работе с физическими формулами.
Упражнение:
У частицы с зарядом 20 нКл и скоростью 3 м/с действует сила, равная 0,5 Н. Какой будет индукция магнитного поля?