En proton accelereres fra hvile til 500 volt, den går ind i et magnetfelt på 0,30T -orienteret vinkelret på sin retningsbevægelse, hvilken radiussti den følger?

1. Beregn protonens kinetiske energi:

* Den potentielle energi opnået af protonen, når den accelererer gennem 500-volt potentialforskellen, omdannes til kinetisk energi.

* Potentiel energi (PE) =opladning (Q) * Spænding (V)

* Kinetisk energi (KE) =1/2 * masse (m) * hastighed (v)^2

Da PE =KE, har vi:

* Q * V =1/2 * M * V^2

2. Beregn protonens hastighed:

* Omarranger ligningen fra trin 1 for at løse for hastighed:

* v =√ (2 * q * v / m)

* Tilslut værdierne:

* V =√ (2 * 1,602 x 10^-19 C * 500 V / 1.672 x 10^-27 kg)

* V ≈ 3,09 x 10^5 m/s

3. Beregn radius for den cirkulære sti:

* Den magnetiske kraft på en ladet partikel, der bevæger sig vinkelret på et magnetfelt, giver den centripetale kraft, der er nødvendig til cirkulær bevægelse.

* Magnetisk kraft (F) =Q * V * B

* Centripetal kraft (f) =m * v^2 / r

* Ligning af disse kræfter:Q * V * B =M * V^2 / R

* Omarranger for at løse for radius:

* r =(m * v) / (q * b)

4. Tilslut værdierne:

* r =(1,672 x 10^-27 kg * 3,09 x 10^5 m / s) / (1,602 x 10^-19 C * 0,30 t)

* r ≈ 0,011 m eller 1,1 cm

Derfor er radius for den cirkulære sti efterfulgt af protonen ca. 1,1 cm.