Некоторая частица зарядом q = 1 мкКл влетает в магнитное поле с индукцией 40 Тл перпендикулярно линиям поля со скоростью 50 м/с. Чему будет равен модуль силы Лоренца, действующей на нее в магнитном поле? ответ выразите в мН и округлите до целых. Размерность указывать не нужно
Дано:
μ = 5000
L = 55 см = 0,55 м
n = 550
I = 20 A
μ_0 = 4π*10^-7 Гн/м
B - ?
L = ψ/Ι, где ψ - потокосцепленеие, равное:
ψ = Φ*n - результирующему магнитному потоку соленоида
С другой стороны магнитный поток равен:
Ф = В*S*cosα, где cosα = 1, т.к. считаем, что α = 0°, тогда:
Ф = В*S => ψ = Φ*n = B*S*n => L = ψ/Ι = B*S*n/I
Т.к. В = μ_а*Н, а Н = F/L, и μ_а = μ*μ_0, то:
В = μ*μ_0*F/L, где F = I*n => B = μ*μ_0*I*n/L =>
=> L = B*S*n/I = (μ*μ_0*I*n/L)*S*n/I = μ*μ_0*S*n²/L
Теперь приравниваем выражения индуктивности:
L = L
B*S*n/I = μ*μ_0*S*n²/L | * [I/(Sn)]
B = μ*μ_0*n*I/L = 5000*4π*10^-7*550*20/0,55 = (5*4π*55*2/55)*(10³*10^-7*10*10/10^-2) = (4π*55/55)*(10³*10³*10^-7/10^-2) = 4π*10¹ = 125,66... = 125,7 Тл
ответ: 125,7 Тл (если не брать округлённое значение "пи", если брать, то ответ: 125,6 Тл).
Объяснение:
Вычислите средний радиус орбиты геостационарного спутника Земли (орбиту сочтите круговой).
1)
Суточный период вращения Земли:
T = 24·3600 = 86 400 с
Угловая скорость вращения земли:
ω = 2π / T = 2·3,14 / 86400 ≈ 7,27·10⁻⁵ с⁻¹
Масса Земли:
M = 6·10²⁴ кг
2)
По закону всемирного тяготения:
F = G·m·M₃ / r²
Но эта сила является и центростремительной:
F = m·aцс = m·ω²·r
Приравняем:
G·m·M₃ / r² = m·ω²·r
G·M₃ / r² = ω²·r
r³ = G·M₃ / ω²
Радиус геостационарной орбиты:
r = ∛ (G·M₃ / ω²)
r = ∛ (6,67·10⁻¹¹·6·10²⁴ / (7,27·10⁻⁵)² ≈ 42 300 км
Что приблизительно равно
42300 / 6400 ≈ 6,6 земным радиусам