• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  Science >> Vetenskap >  >> Fysik
    En partikel med en massa av 6,64 x 10-27 kg och laddning plus 3,20 10-19 c påskyndas från vila genom potentiell skillnad 2,45 106 V Den då kommer in enhetlig 1,60-T magnet?
    Låt oss bryta ner detta problem steg-för-steg. Det verkar som om du beskriver en situation där en laddad partikel påskyndas av ett elektriskt fält (på grund av en potentiell skillnad) och sedan går in i ett magnetfält. Vi måste bestämma vad som händer med partikeln när den kommer in i magnetfältet.

    Så här närmar man detta problem:

    1. Beräkna den kinetiska energin

    * Potentialskillnaden påskyndar partikeln och ger den kinetisk energi. Förhållandet är:

    * ΔKe =QΔV

    * Var:

    * ΔKe är förändringen i kinetisk energi

    * Q är laddningen av partikeln

    * ΔV är den potentiella skillnaden

    * Beräkna ΔKe:

    * ΔKe =(3,20 x 10^-19 c) (2,45 x 10^6 V) =7,84 x 10^-13 J

    2. Beräkna hastigheten

    * Den kinetiska energin är relaterad till partikelns hastighet:

    * Ke =(1/2) mv^2

    * Var:

    * KE är den kinetiska energin (som är lika med ΔKE sedan den började i vila)

    * m är partikelens massa

    * V är partikelens hastighet

    * Lösa för V:

    * v =√ (2Ke/m) =√ (2 * 7,84 x 10^-13 J/6,64 x 10^-27 kg) ≈ 1,54 x 10^7 m/s

    3. Bestäm kraften och rörelsen i magnetfältet

    * En laddad partikel som rör sig i ett magnetfält upplever en kraft som ges av:

    * F =qvb sin θ

    * Var:

    * F är den magnetiska kraften

    * Q är laddningen av partikeln

    * V är partikelens hastighet

    * B är magnetfältstyrkan

    * θ är vinkeln mellan hastigheten och magnetfältet

    * Eftersom problemet inte anger vinkeln antar vi att partikeln kommer in i magnetfältet vinkelrätt (θ =90 °). Detta betyder sin θ =1.

    * Beräkna kraften:

    * F =(3,20 x 10^-19 c) (1,54 x 10^7 m/s) (1,60 t) (1) ≈ 7,94 x 10^-12 n

    * rörelsen i magnetfältet: Kraften på partikeln är vinkelrätt mot dess hastighet, vilket får den att röra sig i en cirkulär stig. Radien för denna väg (krökningsradie) ges av:

    * r =mv / (QB)

    * Beräkna radien för den cirkulära vägen:

    * r =(6,64 x 10^-27 kg) (1,54 x 10^7 m / s) / (3,20 x 10^-19 c) (1,60 t) ≈ 0,201 m

    Sammanfattning

    Partikeln, accelererad av den potentiella skillnaden, kommer in i magnetfältet med en hastighet av cirka 1,54 x 10^7 m/s. Magnetfältet utövar en kraft på partikeln, vilket gör att den rör sig i en cirkulär stig med en radie på cirka 0,201 meter.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com