Протон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,2 Тл под углом 30° к его силовым линиям и движется по спирали радиусом 2 см. Вычислите кинетическую энергию протона.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала определим радиус спирали движения протона, который определяется по формуле:

r = mv/(qB*sin(α)), где m - масса протона, v - скорость протона, q - заряд протона, B - индукция магнитного поля, α - угол между скоростью протона и направлением магнитного поля.

Из условия задачи: r = 0,02 м, B = 0,2 Тл, α = 30°. Заряд протона q = 1,6 10^-19 Кл, масса протона m = 1,67 10^-27 кг.

Подставляем данные в формулу и находим скорость протона:

0,02 = (1,67 10^-27)v/(1,6 10^-19 0,2 * sin(30°))

v = 2,16 * 10^6 м/с.

Далее, кинетическая энергия протона определяется по формуле:

K = (m*v^2)/2.

Подставляем найденную скорость и массу протона:

K = (1,67 10^-27 (2,16 * 10^6)^2)/2

K ≈ 3,92 * 10^-16 Дж.

Кинетическая энергия протона равна приблизительно 3,92 * 10^-16 Дж.