Какова величина силы Лоренца(см)?
Частица с зарядом `q=150"нКл"` (`1"нКл"=1*10^-9"Кл"`) влетает со скоростью `v=400м/с` в однородное магнитное поле `B=0,15"Тл"` под углом `alpha=30 градусов` к силовым линиям магнитного поля. Найдите величину силы Лоренца, действующую на заряженную частицу со стороны магнитного поля. Опишите траекторию частицы в магнитном поле.
Ответы (1)
Заряд частицы: q = 150 нКл = 150 * 10⁻⁹ Кл = 1.5 * 10⁻⁷ Кл
Скорость частицы: v = 400 м/с
Магнитная индукция: B = 0.15 Тл
Угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции: α = 30°
- Вычисляем силу Лоренца:
Сила Лоренца, действующая на движущуюся заряженную частицу в магнитном поле, вычисляется по формуле:
F_л = |q| * v * B * sin(α)
Где:
F_л - сила Лоренца (Н)
q - заряд частицы (Кл)
v - скорость частицы (м/с)
B - магнитная индукция (Тл)
α - угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции
Подставляем известные значения:
F_л = |1.5 * 10⁻⁷ Кл| * 400 м/с * 0.15 Тл * sin(30°)
F_л = 1.5 * 10⁻⁷ Кл * 400 м/с * 0.15 Тл * 0.5
F_л = 4.5 * 10⁻⁶ Н
Ответ: Величина силы Лоренца, действующей на заряженную частицу, равна 4.5 * 10⁻⁶ Н.
- Описываем траекторию частицы:
Так как частица влетает в магнитное поле под углом, её движение будет представлять собой комбинацию двух движений:
Движение вдоль силовых линий магнитного поля: Проекция скорости частицы на направление вектора магнитной индукции (v * cos(α)) не испытывает действия силы Лоренца, поэтому частица будет двигаться с постоянной скоростью вдоль силовых линий магнитного поля.
Движение перпендикулярно силовым линиям: Проекция скорости частицы на направление, перпендикулярное вектору магнитной индукции (v * sin(α)), испытывает действие силы Лоренца. Эта сила заставляет частицу двигаться по окружности в плоскости, перпендикулярной силовым линиям магнитного поля.
В результате комбинации этих двух движений, траектория частицы будет спиралью (винтовой линией), наматывающейся на силовые линии магнитного поля.
ВКонтакте