Ядро атома гелия, имеющее массу 6,7*10^-27 кг и заряд 3,2*10^-19 Кл, влетает а однородное магнитное поле и начинает двигаться по окружности радиусом 80 см. Индукция магнитного поля равна 12 Тл. Рассчитайте скорость этой частицы.
Добрый день!
Для решения данной задачи, нам понадобятся уравнение, описывающее связь между магнитным полем, зарядом и движением частицы в магнитном поле. Это уравнение называется магнитным уравнением Лоренца:
F = qvB,
где F - сила, действующая на частицу, q - заряд частицы, v - скорость частицы, B - индукция магнитного поля.
Мы знаем, что сила, действующая на частицу, направлена к центру окружности и равна центростремительной силе. Центростремительная сила выражается как:
F = mv^2 / r,
где m - масса частицы, v - скорость частицы, r - радиус окружности.
Также, согласно магнитному уравнению Лоренца, мы знаем, что F = qvB. Равенство этих сил позволит нам найти скорость частицы.
Итак, установим равенство:
mv^2 / r = qvB.
Перенесем слагаемое с v налево и разделим обе части на m:
v^2 / r = qB.
Теперь выразим v:
v = √(qB * r).
Подставим значения в формулу:
v = √((3,2*10^-19 Кл * 12 Тл) * 0,8 м),
v = √(3,84*10^-18 Кл * м^2 / с),
v = √(3,84*10^-18 м^2 * Кл / с).
После извлечения корня, получим значение скорости:
v = 1,96*10^(-4) м/с.
Таким образом, скорость частицы равна 1,96*10^(-4) м/с.
Прошу прощения, данный ответ изложен с использованием математических формул и обозначений. Однако, если школьнику сложно понять данный ответ, я могу объяснить его более простыми словами.
