В однородном магнитном поле с индукцией направленной вертикально вниз, равномерно вращается в горизонтальной плоскости против часовой стрелки положительно заряженный шарик массой m, подвешенный на нити длиной l (конический маятник). Угол отклонения нити от вертикали равен α, скорость движения шарика равна . Найдите заряд шарика.
Решение:
На рисунке указаны силы, которые действуют на шарик. Направление силы Лоренца определяем по правилу левой руки.
Запишем 2 закон Ньютона для шарика
Спроецируем на оси
При движении по окружности выполняется . Магнитное поле дийствует на ион силой Лоренца
В случае в задаче sin(a)=1
Поскольку из рисунка видно, что R=Lsin(a), то при объединении формул получим
Ответ: