Номер 1, страница 101 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 3. Магнитное поле. Параграф 17. Действие магнитного поля на движущуюся заряженную частицу. Сила Лоренца. Вопросы - номер 1, страница 101.

Условие.

1. Какая сила действует со стороны магнитного поля на движущиеся заряженные частицы?

Решение.

На движущиеся в магнитном поле заряженные частицы действует сила Лоренца. Это сила, с которой электромагнитное поле действует на точечную заряженную частицу. В данном случае рассматривается только её магнитная составляющая.

Модуль силы Лоренца, действующей на частицу, можно рассчитать по формуле:
$F_Л = |q| \cdot v \cdot B \cdot \sin(\alpha)$
где:
$F_Л$ – модуль силы Лоренца, измеряется в Ньютонах (Н);
$|q|$ – модуль электрического заряда частицы, измеряется в Кулонах (Кл);
$\text{v}$ – скорость движения частицы, измеряется в метрах в секунду (м/с);
$\text{B}$ – модуль вектора магнитной индукции поля, измеряется в Теслах (Тл);
$\alpha$ – угол между вектором скорости $\vec{v}$ и вектором магнитной индукции $\vec{B}$.

Направление силы Лоренца определяется правилом левой руки: если расположить левую руку так, чтобы четыре пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (или против движения отрицательно заряженной), а вектор магнитной индукции $\vec{B}$ входил в ладонь, то отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление силы Лоренца.

Важно отметить, что сила Лоренца всегда перпендикулярна как вектору скорости частицы, так и вектору магнитной индукции. В векторной форме это записывается как векторное произведение:
$\vec{F_Л} = q(\vec{v} \times \vec{B})$

Из формулы и правила направления следуют важные свойства силы Лоренца:
1. Сила Лоренца действует только на движущиеся заряженные частицы (если $v = 0$, то $F_Л = 0$).
2. Сила Лоренца равна нулю, если частица движется параллельно линиям магнитной индукции (когда $\sin(\alpha) = 0$).
3. Сила Лоренца не совершает работы, так как она всегда перпендикулярна направлению движения частицы. Следовательно, она не изменяет кинетическую энергию и модуль скорости частицы, а только искривляет её траекторию.

Ответ: На движущиеся заряженные частицы со стороны магнитного поля действует сила Лоренца.