Номер 10, страница 146 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

11. Электромагнетизм. 11.7. Сила Лоренца - номер 10, страница 146.

Решение.

Решение 2.

Дано

Частица: протон (положительно заряженная, $q > 0$)

Направление вектора магнитной индукции $\vec{B}$: перпендикулярно плоскости рисунка, направлен от наблюдателя (в плоскость рисунка).

Направление вектора скорости протона $\vec{v}_p$: перпендикулярно плоскости рисунка, направлен к наблюдателю (из плоскости рисунка).

Найти:

Направление силы Лоренца $\vec{F}_L$, действующей на протон.

Решение

Сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, называется силой Лоренца. Она определяется векторным произведением:

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

Модуль силы Лоренца вычисляется по формуле:

$F_L = |q| v B \sin\alpha$

где $q$ — это заряд частицы, $v$ — модуль ее скорости, $B$ — модуль вектора магнитной индукции, а $\alpha$ — угол между вектором скорости $\vec{v}$ и вектором магнитной индукции $\vec{B}$.

Из условия задачи и рисунка следует, что вектор скорости протона $\vec{v}_p$ направлен на нас (из плоскости рисунка), а вектор магнитной индукции $\vec{B}$ направлен от нас (в плоскость рисунка). Таким образом, векторы скорости и магнитной индукции параллельны друг другу, но направлены в противоположные стороны (антипараллельны).

Угол $\alpha$ между двумя антипараллельными векторами составляет $180^\circ$.

Синус угла $180^\circ$ равен нулю:

$\sin(180^\circ) = 0$

Подставим это значение в формулу для модуля силы Лоренца:

$F_L = |q| v_p B \cdot \sin(180^\circ) = |q| v_p B \cdot 0 = 0$

Поскольку модуль силы Лоренца равен нулю, то и сама сила Лоренца равна нулю. Сила, равная нулю, не имеет направления.

Ответ: Сила Лоренца, действующая на протон, равна нулю.