ID: 00014753
Протон движется в однородном магнитном поле по замкнутой траектории с постоянной по модулю скоростью, направленной перпендикулярно линиям магнитной индукции. Как при увеличении модуля скорости протона изменятся модуль действующей на него силы Лоренца и период обращения протона? Индукция магнитного поля остаётся прежней.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины (для силы Лоренца, затем для периода обращения). Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Заряд летит поперёк магнитного поля, поэтому его закручивает сила Лоренца F=qvB (синус угла равен 1). Эта же сила играет роль центростремительной и гонит протон по окружности. Период обращения T=\dfrac{2\pi m}{qB} — заметь, скорости v в нём нет.
В формуле F=qvB заряд q и поле B не меняются, а скорость v увеличивают. Значит сила прямо пропорциональна скорости и увеличится — цифра 1.
Вывод периода: радиус из qvB=\dfrac{mv^2}{r} даёт r=\dfrac{mv}{qB}, а период T=\dfrac{2\pi r}{v}=\dfrac{2\pi m}{qB}. Скорость сократилась! Период зависит только от массы, заряда и поля, а они прежние — поэтому период не изменится — цифра 3. (Быстрее летит — по большему кругу, но круг проходит за то же время.)
Ответ: 13