ID: 00015327
В однородном магнитном поле, индукция которого $B = 1{,}67\cdot10^{-5}$ Тл, протон движется перпендикулярно вектору магнитной индукции $\vec{B}$ по окружности радиусом $R = 5$ м. Определите скорость протона. Масса протона $m_p = 1{,}67\cdot10^{-27}$ кг, заряд $e = 1{,}6\cdot10^{-19}$ Кл.
Источник: ФИПИ
Протон летит поперёк магнитного поля, поэтому на него действует сила Лоренца $F=evB$, всегда направленная перпендикулярно скорости. Такая сила не меняет величину скорости, а только закручивает траекторию — поэтому протон и движется по окружности. А любая сила, удерживающая тело на окружности, играет роль центростремительной. Значит, сила Лоренца равна $\dfrac{m v^2}{R}$.
Сила Лоренца = центростремительная сила: $evB = \dfrac{m v^2}{R}$.
Сокращаем одну степень $v$: $eB = \dfrac{m v}{R}$, откуда $v = \dfrac{eBR}{m}$.
$v = \dfrac{1{,}6\cdot10^{-19}\cdot 1{,}67\cdot10^{-5}\cdot 5}{1{,}67\cdot10^{-27}} = 8000$ м/с. Красиво сокращается, потому что $1{,}67$ в числителе и знаменателе уходят.
v = 8000 м/с