Вопрос задан 15.02.2025 в 20:40. Предмет Физика. Спрашивает Гладышева Анастасия.

Пылинка с зарядом в 10 мкКл и массой 1 мг влетает в однородное магнитное поле и движется по окружности. Определите период обращения пылинки, если модуль индукции магнитного поля равен 1 Тл? распишите полностью, с дано, си и т.д., пожалуйста, очень нужно. заранее спасибо

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Трубицына Полина.

Для того чтобы решить задачу, будем использовать основные физические законы, такие как закон Лоренца и формулы для движения заряженной частицы в магнитном поле.

Дано:

  • Заряд пылинки q=10μC=10×106Cq = 10 \, \mu C = 10 \times 10^{-6} \, C
  • Масса пылинки m=1мг=1×106кгm = 1 \, мг = 1 \times 10^{-6} \, кг
  • Индукция магнитного поля B=1TB = 1 \, T
  • Нам нужно найти период обращения пылинки.

Сначала рассмотрим основные моменты:

Когда заряженная частица (пылинка) движется по окружности в магнитном поле, на неё действует сила Лоренца:

F=q(v×B)\vec{F} = q (\vec{v} \times \vec{B})

Эта сила всегда перпендикулярна скорости частицы, и её величина определяется как:

F=qvBF = qvB

где:

  • vv — скорость пылинки,
  • BB — магнитная индукция,
  • qq — заряд пылинки.

Так как сила Лоренца направлена по центру окружности, она является центростремительной силой, которая заставляет пылинку двигаться по кругу. Центростремительная сила для кругового движения определяется как:

Fц=mv2rF_{\text{ц}} = \frac{mv^2}{r}

где:

  • mm — масса пылинки,
  • vv — скорость пылинки,
  • rr — радиус окружности.

Для кругового движения сила Лоренца уравновешивает центростремительную силу:

qvB=mv2rqvB = \frac{mv^2}{r}

Из этого уравнения можно выразить радиус окружности:

r=mvqBr = \frac{mv}{qB}

Теперь найдём период обращения.

Период TT — это время, за которое пылинка делает полный оборот. Период можно выразить через радиус окружности и скорость:

T=2πrvT = \frac{2\pi r}{v}

Подставляем выражение для радиуса rr:

T=2πmvqBv=2πmqBT = \frac{2\pi \cdot \frac{mv}{qB}}{v} = \frac{2\pi m}{qB}

Подставим известные значения:

  • m=1×106кгm = 1 \times 10^{-6} \, кг
  • q=10×106Cq = 10 \times 10^{-6} \, C
  • B=1TB = 1 \, T

Тогда период TT будет равен:

T=2π1×10610×1061=2π10610×106=2π10T = \frac{2\pi \cdot 1 \times 10^{-6}}{10 \times 10^{-6} \cdot 1} = \frac{2\pi \cdot 10^{-6}}{10 \times 10^{-6}} = \frac{2\pi}{10}

Вычислим значение:

T=2π100.628секT = \frac{2\pi}{10} \approx 0.628 \, \text{сек}

Ответ:

Период обращения пылинки в магнитном поле составляет примерно 0.628 секунд.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос