Дано:
Индукция магнитного поля: B = 20 мТл = 20 * 10^-3 Тл
Скорость протона: v = 90 км/с = 90 * 10^3 м/с
а) Действующая на протон сила Лоренца направлена перпендикулярно к направлению движения протона и к линиям магнитного поля. В данном случае сила будет направлена вертикально вниз или вверх в зависимости от знака заряда протона.
б) Действующая на протон сила Лоренца:
|F| = |q| * |v| * |B|
Заряд протона: q = e ≈ 1.6 * 10^-19 Кл
Подставляем известные значения и получаем:
|F| = 1.6 * 10^-19 * 90 * 10^3 * 20 * 10^-3 = 2.88 * 10^-14 Н
в) Частота обращения протона в магнитном поле определяется той же формулой:
f = q * B / (2 * pi * m)
Для протона q = e и m ≈ 1.67 * 10^-27 кг (масса протона).
Подставляем известные значения и получаем:
f = (1.6 * 10^-19 * 20 * 10^-3) / (2 * 3.14 * 1.67 * 10^-27) ≈ 3.03 * 10^7 Гц
Ответ:
а) Действующая на протон сила Лоренца направлена вертикально вниз или вверх.
б) Действующая на протон сила Лоренца равна примерно 2.88 * 10^-14 Н.
в) Частота обращения протона примерно равна 3.03 * 10^7 Гц.