Примеры решения задач Конспекты Контрольная работа Задачник Справочник по физике

Физика. Примеры решения задач

Протоны движутся в однородном магнитном поле циклотрона по дуге окружности

радиусом R = 10 м. При этом поле имеет индукцию B = 2 Тл и направлено перпендикулярно плоскости движения частиц. Пучок протонов попадает на заземленную мишень. Найти силу тока в пучке, если тепловая мощность, выделяющаяся в мишени, составляет Р = 2 Вт. Отношение заряда протона к его массе равно q/m = 108 Кл/кг.

Решение

Движение протонов по окруж­ности обусловлено действием силы Лоренца со стороны магнитного поля, сообщающей протону центростремительное ускорение. По 2-му закону Ньютона:

qVB = . (1)

Кинетическая энергия каждого протона 

Eк = . (2)

Вся эта энергия при неупругом ударе о мишень превращается в тепло. Поэтому тепловая мощность, выделяющаяся в мишени, может быть посчитана следующим образом: Потенциальная энергия (или энергия положения тел) определяется действием на тело консервативных сил и зависит только от положения тела. Закон полного тока для магнитного поля Электромагнетизм

P = Eкn ,  (3)

где n – число протонов, попадающих на мишень в единицу времени. Исходя из определения силы тока:

I = nq . (4)

Из равенств (2) (3) получаем

и, используя (1) и (4), окончательно находим:

 1×10-10 A.

Спутник движется по орбите так, что он все время находится над одной и той же точкой экватора и той же высоте. Каково расстояние от такого спутника до центра Земли. Масса Земли 5,98×1024 кг, гравитационная постоянная 6,67×10-11 Н×м2/кг2. Ответ представьте в мегаметрах и округлите до целого числа.

Дано:

М = 5,98×1024 кг

G = 6,67×10-11 Н×м2/кг2

Решение:

; F = maц; ; ωс = ωЗ;

r – ?

Тс = ТЗ = 24 × 3600 (с); , отсюда

  (м) = 42 (Мм).

Ответ: r = 42 Мм


На главный раздел сайта: Контрольная по физике