Laten we dit probleem stap voor stap afbreken. Het lijkt erop dat u een situatie beschrijft waarin een geladen deeltje wordt versneld door een elektrisch veld (vanwege een potentieel verschil) en vervolgens een magnetisch veld binnengaat. We moeten bepalen wat er met het deeltje gebeurt zodra het het magnetische veld binnenkomt.

Hier leest u hoe u dit probleem kunt benaderen:

1. Bereken de kinetische energie

* Het potentiaalverschil versnelt het deeltje, waardoor het kinetische energie krijgt. De relatie is:

* Δke =qAV

* Waar:

* Δke is de verandering in kinetische energie

* Q is de lading van het deeltje

* ΔV is het potentiële verschil

* Bereken Δke:

* Δke =(3.20 x 10^-19 c) (2,45 x 10^6 v) =7,84 x 10^-13 j

2. Bereken de snelheid

* De kinetische energie is gerelateerd aan de snelheid van het deeltje:

* Ke =(1/2) mv^2

* Waar:

* Ke is de kinetische energie (die gelijk is aan Δke omdat deze in rust is gestart)

* M is de massa van het deeltje

* V is de snelheid van het deeltje

* Los op voor V:

* v =√ (2Ke/m) =√ (2 * 7.84 x 10^-13 j/6.64 x 10^-27 kg) ≈ 1,54 x 10^7 m/s

3. Bepaal de kracht en beweging in het magnetische veld

* Een geladen deeltje beweegt in een magnetisch veld ervaart een kracht die wordt gegeven door:

* F =qvb sin θ

* Waar:

* F is de magnetische kracht

* Q is de lading van het deeltje

* V is de snelheid van het deeltje

* B is de magnetische veldsterkte

* θ is de hoek tussen de snelheid en het magnetische veld

* Omdat het probleem de hoek niet specificeert, gaan we ervan uit dat het deeltje het magnetische veld loodrecht binnenkomt (θ =90 °). Dit betekent sin θ =1.

* Bereken de kracht:

* F =(3.20 x 10^-19 c) (1,54 x 10^7 m/s) (1.60 t) (1) ≈ 7,94 x 10^-12 n

* De beweging in het magnetische veld: De kracht op het deeltje staat loodrecht op zijn snelheid, waardoor deze zich in een cirkelvormig pad beweegt. De straal van dit pad (de kromtestraal) wordt gegeven door:

* r =MV / (QB)

* Bereken de straal van het cirkelvormige pad:

* r =(6,64 x 10^-27 kg) (1,54 x 10^7 m / s) / (3.20 x 10^-19 c) (1,60 t) ≈ 0,201 m

Samenvatting

Het deeltje, versneld door het potentiaalverschil, komt het magnetische veld binnen met een snelheid van ongeveer 1,54 x 10^7 m/s. Het magnetische veld oefent een kracht uit op het deeltje, waardoor het in een cirkelvormig pad beweegt met een straal van ongeveer 0,201 meter.