Как известно, сила магнитного взаимодействия между двумя проводниками с током зависит не только от величин этих токов, но и от расстояния между ними. В таблице представлена эта зависимость. r, м 1 2 3 4 5 F, мкН 15 7,5 5 3,75 Заполните пустую ячейку таблицы. Силу тока считать прежней

Сила Лоренца определяется формулой:

F

Л

=

|

q

|

v

B

sin

α

Если вместо протона взять альфа-частицу, то заряд увеличится вдвое, так как альфа-частица содержит 2 протона. Сила Лоренца прямо пропорционально зависит от величины заряда. Следовательно, она тоже увеличится вдвое. Скорость движения заряда по условию задачи остается постоянной, как и модуль вектора магнитной индукции.

Сила Лоренца будет сообщать альфа-частице центростремительное ускорение, равное:

a

=

v

2

R

Применим второй закон Ньютона:

F

=

m

a

|

q

|

v

B

sin

α

=

m

v

2

R

Отсюда:

|

q

|

B

sin

α

=

m

v

R

R

=

m

v

|

q

|

B

sin

α

Заряд альфа-частицы больше заряда протона вдвое. Она также содержит 2 нейтрона, поэтому ее масса примерно в 4 раза больше массы протона. Следовательно, радиус движения альфа-частицы увеличится примерно вдвое.

Частота обращения альфа-частицы связана с ее линейной скоростью формулой:

v

=

2

π

R

ν

Так как скорость остается постоянной, то при увеличении радиуса частота обращения должна уменьшиться.

Энергия альфа-частицы будет больше, чем у протона, вращающегося с той же скоростью. Это связано с тем, что ее кинетическая энергия будет примерно в 4 раза больше (так как во столько раз больше ее масса).

Ответ: 121