Протон движется со скоростью 100 км/с перпендикулярно однородному магнитному полю с индукцией 2,5 Тл. Определите силу, действующую на протон.

Дано:

• Скорость протона: $v = 100$ км/с = $10^5$ м/с.

• Магнитная индукция: $B = 2{,}5$ Тл.

• Заряд протона: $q = 1{,}6 \cdot 10^{-19}$ Кл.

• Угол между направлением скорости протона и магнитным полем: $\alpha = 90^\circ$.

Найти: $F$ — силу, действующую на протон.

Решение

На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца, которая определяется по формуле:

Так как протон движется перпендикулярно магнитному полю, угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции равен $90^\circ$.

Поскольку $\sin90^\circ = 1$, формула упрощается:

Подставим известные значения:

Выполним вычисления:

Ответ

На протон действует сила Лоренца, равная $4\cdot10^{-14}$ Н. Она направлена перпендикулярно скорости движения протона и вектору магнитной индукции. Направление силы определяется по правилу левой руки.