Положительный ион, заряд которого равен двум элементарным , двигается со скоростью 34 км/с в однородном магнитном поле по винтовой линии радиусом 43 см и шагом 9 см. определить массу иона, если напряженность магнитного поля равна 44 ка/м. релятивистский эффект не учитывать.
ответ выразить в си, умножить на 1025 и округлить до сотых.
1. Для определения радиуса окружности, по которой движется ион в магнитном поле:
r = mv/qB,
где r - радиус окружности (в метрах),
m - масса иона (в килограммах),
v - скорость иона (в метрах в секунду),
q - заряд иона (в Кулонах),
B - магнитная индукция (в Теслах).
2. Для определения заряда иона:
q = 2e,
где q - заряд иона (в Кулонах),
e - элементарный заряд (1.6 * 10^(-19) Кулона).
3. Для определения массы иона:
m = rpq/Bv,
где r - радиус окружности (в метрах),
p = 3.14 (пи),
q - заряд иона (в Кулонах),
B - магнитная индукция (в Теслах),
v - скорость иона (в метрах в секунду).
Теперь разберемся с пошаговым решением задачи:
1. Переведем скорость иона из километров в секунду в метры в секунду:
v = 34 * 1000 = 34000 м/с.
2. Переведем радиус и шаг в метры:
r = 43 см = 0.43 м,
s = 9 см = 0.09 м.
3. Запишем формулу для определения радиуса окружности:
r = mv/qB.
4. Подставим известные значения и решим уравнение относительно m:
0.43 м = m * 34000 м/с / (2 * 1.6 * 10^(-19) Кл * 44 * 10^3 Тл).
5. Упростим уравнение, выразив m:
m = (0.43 м * 2 * 1.6 * 10^(-19) Кл * 44 * 10^3 Тл) / (34000 м/с).
6. Вычислим значение m с учетом указанных вопросом единиц, округлив до сотых и умножив на 10^25:
m = round((0.43 * 2 * 1.6 * 44) / 34, 2) * 10^25 = 3.04 * 10^25.
Итак, масса иона равна 3.04 * 10^25 кг.