Начальные участки траекторий двух протонов, один из которых до взаимодействия покоился, после столкновения имеют радиусы кривизны 2 и 4 см. Траектории лежат в плоскости, перпендикулярной магнитной индукции, величина которой 10 мТл. Какую энергию имел до столкновения двигавшийся протон?
ответ( 9.57 эв)
Объяснение:
Данный тип задач решается следующим образом:
Левый и правый "треугольники" заменяем соединениями в "звезду".
(См. получившуюся схему).
Сопротивление первой, верхней ветви:
R₁ = R/3 + R + R/3 = 5·R / 3
Сопротивление параллельной ей ветви:
R₂ = R/3 + R/3 = 2·R / 3
Далее находим сопротивление этих двух ветвей:
R₁₂ = R₁·R₂ / (R₁+R₂) = 10·R / 21
И, наконец, общее сопротивление цепи:
Rобщ = R/3 + 10·R/21 + R/3 = 8·R/7
Учтем, что R = 35 Ом, получаем:
R общ = 8·35 / 7 = 40 Ом.
Решение задачи упростил тот факт, что сопротивления исходной цепи были одинаковыми.
Дано:
m1 = 300 грамм = 0,3 килограмма - масса первого груза;
m2 = 400 грамм = 0,4 килограмм - масса второго груза;
g = 10 Ньютон/килограмм - ускорение свободного падения (приближенное значение).
Требуется определить a (м/с2) - ускорение, с которым движется система грузов, а также T (Ньютон) - силу натяжения нити.
По условию задачи, массу нити и самого блока, а также силу трения учитывать не будем. Тогда, исходя из второго закона Ньютона, имеем систему из двух уравнений:
m2 * g - T = m2 * a (1) - для второго тела;
T - m1 * g = m1 * a (2) - для первого тела.
Из уравнения (2) найдем силу натяжения нити:
T = m1 * a + m1 * g.
Подставив найденное значение в уравнение (1), получаем:
m2 * g - m1 * a - m1 * g = m2 * a;
m2 * g - m1 * g = m2 * a + m1 * a;
g * (m2 - m1) = a * (m2 + m1);
a = g * (m2 - m1) / (m2 + m1) = 10 * (0,4 - 0,3) / (0,4 + 0,3) = 10 * 0,1 / 0,7 =
= 1 / 0,7 = 1,4 м/с2 (результат был округлен до одной десятой).
Тогда сила натяжения нити будет равна:
T = m1 * a + m1 * g = m1 * (a + g) = 0,3 * (1,4 + 10) = 0,3 * 11,4 = 3,42 Ньютон.
ответ: система тел движется с ускорением, равным 1,4 м/с2 , сила натяжения нити равна 3,42 Ньютон.