Ένα πρωτόνιο επιταχύνεται από την ανάπαυση μέσω 500 volts εισέρχεται σε ένα μαγνητικό πεδίο 0,30Τ προσανατολισμένης κάθετης προς την κατεύθυνση της κίνησης ποια είναι η διαδρομή ακτίνας που ακολουθεί;

Δείτε πώς μπορείτε να υπολογίσετε την ακτίνα της διαδρομής που ακολουθείται από το πρωτόνιο:

1. Υπολογίστε την κινητική ενέργεια του πρωτονίου:

* Η πιθανή ενέργεια που αποκτάται από το πρωτόνιο καθώς επιταχύνεται μέσω της διαφοράς δυναμικού 500 volt μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια.

* Πιθανή ενέργεια (PE) =Φορτρωση (Q) * Τάση (v)

* Κινητική ενέργεια (KE) =1/2 * μάζα (m) * ταχύτητα (v)^2

Δεδομένου ότι PE =KE, έχουμε:

* Q * V =1/2 * M * V^2

2. Υπολογίστε την ταχύτητα του πρωτονίου:

* Αναδιατάξτε την εξίσωση από το βήμα 1 για επίλυση για ταχύτητα:

* V =√ (2 * Q * V / M)

* Συνδέστε τις τιμές:

* V =√ (2 * 1.602 x 10^-19 C * 500 V / 1.672 x 10^-27 kg)

* V ≈ 3,09 x 10^5 m/s

3. Υπολογίστε την ακτίνα της κυκλικής διαδρομής:

* Η μαγνητική δύναμη σε ένα φορτισμένο σωματίδιο που κινείται κάθετα σε ένα μαγνητικό πεδίο παρέχει την κεντρομόλη δύναμη που απαιτείται για κυκλική κίνηση.

* Μαγνητική δύναμη (F) =Q * V * B

* Centripetal Force (F) =M * V^2 / r

* Εξισορρόπηση αυτών των δυνάμεων:Q * V * B =M * V^2 / r

* Αναδιατάξτε την επίλυση για ακτίνα:

* r =(m * v) / (q * b)

4. Συνδέστε τις τιμές:

* r =(1.672 x 10^-27 kg * 3.09 x 10^5 m / s) / (1.602 x 10^-19 c * 0.30 t)

* r ≈ 0,011 m ή 1,1 cm

Επομένως, η ακτίνα της κυκλικής διαδρομής που ακολουθείται από το πρωτόνιο είναι περίπου 1,1 cm