Точечный заряд (протон) q=1,6*10^{-19} Кл влетает со скоростью v=100 м/с в однородное магнитное поле.
Вектор скорости заряда и вектор индукции магнитного поля взаимно перпендикулярны.
Найдем направление силы, действующей на заряд. Индукция магнитного поля B=1 Тл.
Сила, действующая на заряд в магнитном поле, определяется выражением (Лоренца)
F=q*v*B*Sin(a), где -a-альфа-угол между Вектором скорости заряда и вектором индукции магнитного поля (в нашем случае 90 градусов)
ПОдставим данные из дано
F=q*v*B*Sin(a)=1,6*10^{-19} *100*1*Sin(90)=160*10^-19 Н
Если скорость заряженной частицы массой перпендикулярна вектору индукции магнитного поля, то частица будет двигаться по радиусу окружности, плоскость которой перпендикулярна линиям индукции. Тогда второй закон Ньютона можно записать в следующем виде:
В задаче подразумевается, что дом и дерево относительно солнца расположены одинаково, значит, если мы соединим самую высокую точку на высоте объекта и самую дальную точку тени, то получим прямоугольные треугольники, у которых острые углы равны. Я эти углы показал зелёным. Также мы знаем, что дома, как правило стоят прямо. Также подразумевается, что дерево тоже прямое (мы физики всё упрощаем). Отсюда и появились эти прямые углы, которые я тоже выделил зелёным. Из геометрии мы знаем, что если два угла треугольника соответственно равны двум углам другого треугольника, то эти треугольники подобны и соответственные стороны пропорциональны. Я повторюсь, что углы я выделил зелёным. Что значит, что стороны пропорциональны? Если у одного треугольника, например, сторона в два раза, чем соответственная стороны другого треугольника, то и все остальные стороны этого треугольника так же будут в два раза больше, чем у другого. В нашем случае соответственные стороны это AB и A'B', BC и B'C', AC и A'C'.
Если мы искомую высоту обозначим за x, то получим:
F=160*10^-19 Н = 1,6*10^-17 Н
R= 1.04*10^-6 м
Объяснение:
Точечный заряд (протон) q=1,6*10^{-19} Кл влетает со скоростью v=100 м/с в однородное магнитное поле.
Вектор скорости заряда и вектор индукции магнитного поля взаимно перпендикулярны.
Найдем направление силы, действующей на заряд. Индукция магнитного поля B=1 Тл.
Сила, действующая на заряд в магнитном поле, определяется выражением (Лоренца)
F=q*v*B*Sin(a), где -a-альфа-угол между Вектором скорости заряда и вектором индукции магнитного поля (в нашем случае 90 градусов)
ПОдставим данные из дано
F=q*v*B*Sin(a)=1,6*10^{-19} *100*1*Sin(90)=160*10^-19 Н
Если скорость заряженной частицы массой перпендикулярна вектору индукции магнитного поля, то частица будет двигаться по радиусу окружности, плоскость которой перпендикулярна линиям индукции. Тогда второй закон Ньютона можно записать в следующем виде:
F=m*a, где a =
/R
Тогда
F=q*v*B*Sin(a) и F=m*a
Левые части равны, приравняем и правые
q*v*B*Sin(a)=m*a
q*v*B*Sin(a)=m*
/R
Отсюда выразим R
R=
=
= 1.04*10^-6 м
Рисунок карикатурный, но, надеюсь, понятный.
Небольшое объяснение:
В задаче подразумевается, что дом и дерево относительно солнца расположены одинаково, значит, если мы соединим самую высокую точку на высоте объекта и самую дальную точку тени, то получим прямоугольные треугольники, у которых острые углы равны. Я эти углы показал зелёным. Также мы знаем, что дома, как правило стоят прямо. Также подразумевается, что дерево тоже прямое (мы физики всё упрощаем). Отсюда и появились эти прямые углы, которые я тоже выделил зелёным. Из геометрии мы знаем, что если два угла треугольника соответственно равны двум углам другого треугольника, то эти треугольники подобны и соответственные стороны пропорциональны. Я повторюсь, что углы я выделил зелёным. Что значит, что стороны пропорциональны? Если у одного треугольника, например, сторона в два раза, чем соответственная стороны другого треугольника, то и все остальные стороны этого треугольника так же будут в два раза больше, чем у другого. В нашем случае соответственные стороны это AB и A'B', BC и B'C', AC и A'C'.
Если мы искомую высоту обозначим за x, то получим:
x/8 = 3/1,6
Пропорцией получаем:
1,6x = 8 * 3
1,6x = 24
x = 24/1,6
x = 15 м
ответ: 15 м