Заряженная частица массой m=1,6⋅10−25кг и зарядом q движется по окружности радиусом R=0,4м перпендикулярно линиям магнитной индукции однородного магнитного поля с индукцией B=0,5Тл. Кинетическая энергия частицы W=8⋅10−14Дж. Найдите заряд данной частицы, считая его положительным.
Решение:
Для решения задачи заряженная частица будет двигаться в магнитное поле, а значит на неё действует силой Лоренца Fл=Bqvsinα, где sinα=1 так как частица движется по окружности только в случаи перпендикулярности вектор магнитной индукции и скорости частицы. Далее можем записать второй закон Ньютона, описывающий движение по окружности:
ma=Fл⇒Rmv2=Bqv⇒Rmv=Bq(1)
Так же как сказано в условии задачи частица обладает кинетической энергией:
W=2nv2⇒v=m2W(2)
Объединяя формулы (1) и (2) и выражая искомый заряд частицы, получим:
q=BR2Wm=0.5⋅0.42⋅8⋅10−14⋅1.6⋅10−25=8⋅10−19Кл
Ответ: q=8⋅10−19Кл