Добрый день! Сегодня мы будем исследовать фотографию треков двух заряженных частиц - ядер легких элементов, и попытаемся определить знак электрического заряда неизвестной частицы на фотографии. Давайте проделаем шаги, указанные в вопросе, чтобы получить ответ.
1. Посмотрите на фотографию треков частиц в рисунке 1. Заметьте, что трек I принадлежит протону, а трек II - неизвестной частице.
2. Для определения знака заряда неизвестной частицы, мы будем анализировать радиусы треков на фотографии.
3. Возьмите кальку или прозрачную плёнку и перенесите трек протона (трек I) с фотографии. Затем измерьте радиус трека протона (обозначим его R1) на этой плёнке (рисунок 2).
4. Теперь проведите аналогичные действия с треком неизвестной частицы (трек II) на фотографии. Измерьте радиус трека неизвестной частицы (обозначим его R2) на плёнке.
5. Для сравнения удельных зарядов неизвестной частицы и протона, воспользуемся следующим соотношением:
(знак q/m)/(e/mp) = R1/R2,
где q обозначает заряд частицы, m - её массу, e/m - удельный заряд электрона, mp - масса протона.
6. Запишем все полученные результаты в таблицу:
R1, см; R2, см; R1/R2
7. Теперь обратимся к нашим данным. Если R1/R2 рассчитанное нами отношение равно единице, то частицы имеют одинаковые заряды. Если R1/R2 больше единицы, то заряд неизвестной частицы положительный (т.к. радиус её трека больше радиуса трека протона). Если R1/R2 меньше единицы, то заряд неизвестной частицы отрицательный (т.к. радиус её трека меньше радиуса трека протона).
Таким образом, после всех проведенных измерений и вычислений, мы сможем сделать вывод о знаке заряда неизвестной частицы, а также определить во сколько раз удельный заряд протона больше или меньше удельного заряда неизвестной частицы.
Используя данные из фотографии треков частиц, вы сможете самостоятельно выполнить оставшиеся шаги и заполнить таблицу. Надеюсь, ответ будет понятен и полезен для вас! Если у вас есть дополнительные вопросы, с удовольствием отвечу на них.
Для решения данной задачи, нам понадобятся следующие физические законы и формулы:
1. Формула для вычисления кинетической энергии: Eк = (1/2) * m * v^2, где Eк - кинетическая энергия, m - масса частицы, v - скорость частицы.
2. Сила Лоренца: F = q * v * B * sin(α), где F - сила, действующая на заряженную частицу, q - заряд частицы, v - скорость частицы, B - магнитная индукция, α - угол между направлением скорости частицы и магнитной индукцией.
Сначала найдем модуль скорости частицы. По условию, частица движется по окружности радиусом 2мм. Для окружности, длина которой равна 2πR, где R - радиус окружности, модуль скорости может быть вычислен как v = (2πR)/T, где T - период обращения частицы по окружности.
Так как частица движется по окружности с однородной скоростью, период обращения будет равен времени одного оборота. Тогда T = t, где t - время, за которое частица совершает один полный оборот.
Теперь, чтобы найти время одного оборота, мы можем использовать закон Ньютона во вращательной механике: F = m * a, где F - сила, действующая на частицу, m - масса частицы, a - ускорение частицы. В данном случае, ускорение частицы можно рассчитать как a = v^2/R, где v - скорость частицы, R - радиус окружности.
Таким образом, F = m * (v^2/R). Решаем данное уравнение относительно времени t и получаем t = 2πm / F.
Теперь можем найти модуль скорости: v = (2πR) / t = (2πR) * F / (2πm) = RF/m. В нашем случае диаметр равен 2R, поэтому R = 1мм = 0.001м, что дает нам v = 0.001F/m.
Теперь, имея модуль скорости, мы можем использовать формулу для кинетической энергии частицы и вычислить ее значение.
По формуле Eк = (1/2) * m * v^2, подставляем m = 1 [кг](масса произвольно принята за 1 кг) и v = 0.001F/m, и получаем:
Eк = (1/2) * 1 * (0.001F/m)^2 = 0.0000005 * F^2 / m [Дж].
Таким образом, кинетическая энергия движущейся частицы равна 0.0000005 * F^2 / m Дж.
В данном решении мы использовали законы и формулы физики для вычисления требуемой величины. При этом использовались объяснения шаг за шагом, чтобы облегчить понимание и улучшить наглядность решения задачи. Надеюсь, данное объяснение было понятным и информативным для школьника. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать их!
U равна 10 м/с
t равно 5
a = U - U0 / t = 10 / 5 = 2 м/с^2