2018-02-07
Покоящийся в начальный момент протон ускоряегся эдектричсским полем, напряженность которого $E = const$. Через $\tau = 0,01 с$ он влетает в магнитное поле, перпендикулярное электрическому, магнитная индукция которого $B = 10^{-5} Тл$. Во сколько раз нормальное ускорение протона в этот момент больше его тангенциального ускорения?
Решение:
Под действием электрического поля протон движется ускоренно. Электрическое поле создает тангециальное ускорение. $qE = ma_{ \tau}; a_{ \tau} = \frac{qE}{m}$. Когда заряд влетает в магнитное поле, на него начинает действовать сила Лоренца $\vec{F}_{Л} = q[ \vec{v}, \vec{B} ]$, направленная перпендикулярно и скорости, и магнитному полю (рис.). В результате действия этой силы возникает нормальное (центростремительное) ускорение: $qvB = ma_{n}$, откуда $a_{n} = \frac{qvB}{m}$. Тогда $\frac{a_{n} }{a_{ \tau} } = \frac{qvBm}{mqE} = \frac{vB}{E}$.
Скорость находим, исходя из условия задачи, $v = a_{ \tau} \tau = \frac{qE \tau}{m}$, следовательно, (1) преобразуется к виду $\frac{a_{n}}{a_{ \tau}} = \frac{qE \tau}{m} \frac{B}{E} = \frac{q}{m} \tau B = 9,6$.