1)протон описывает окружность радиусом 5 см в магнитном поле с индукцией 20 мтл,чему равна скорость протона? 2)двигатели электровоза при движении его со скоростью 72 км\ч потребляют мощность 800 квт. кпд силовой установки 0,80.чему равна сила тяги двигателей?

Question

1)протон описывает окружность радиусом 5 см в магнитном поле с индукцией 20 мтл,чему равна скорость протона? 2)двигатели электровоза при движении его со скоростью 72 км\ч потребляют мощность 800 квт. кпд силовой установки 0,80.чему равна сила тяги двигателей?

dead_sofa 20.02.2026 13:40

Ответы и вопросы пользователей

Соколов Андрей Михайлович · Accepted Answer

Скорость протона составляет приблизительно 9,58 \cdot 10^{4} м/с, а сила тяги двигателей электровоза равна 32 000 Н. Задача 1: Скорость протона в магнитном поле Шаг 1: Определение физических законов На протон, движущийся в магнитном поле, действует сила Лоренца, которая сообщает ему центростремительное ускорение. Уравнение движения имеет вид: $F_{L} = F_{c} cap F sub cap L equals cap F sub c$ Где сила Лоренца $F_{L} = q v B cap F sub cap L equals q v cap B$ (так как движение по окружности подразумевает перпендикулярность скорости и вектора индукции), а центростремительная сила $F_{c} = \frac{m v^{2}}{r} cap F sub c equals the fraction with numerator m v squared and denominator r end-fraction$ . Шаг 2: Вывод формулы скорости Из равенства $q v B = \frac{m v^{2}}{r} q v cap B equals the fraction with numerator m v squared and denominator r end-fraction$ сокращаем скорость $v v$ и выражаем её: $v = \frac{q r B}{m} v equals the fraction with numerator q r cap B and denominator m end-fraction$ Используем справочные данные: заряд протона $q \approx 1, 6 \cdot 10^{-19} q is approximately equal to 1 comma 6 center dot 10 to the negative 19 power$ Кл, масса протона $m \approx 1, 67 \cdot 10^{-27} m is approximately equal to 1 comma 67 center dot 10 to the negative 27 power$ кг. Переведем значения в СИ: $r = 0, 05 r equals 0 comma 05$ м, $B = 0, 02 cap B equals 0 comma 02$ Тл. Шаг 3: Расчет значения Подставим числа: $v = \frac{1, 6 \cdot 10^{-19} \cdot 0, 05 \cdot 0, 02}{1, 67 \cdot 10^{-27}} \approx 95808 м / с v equals the fraction with numerator 1 comma 6 center dot 10 to the negative 19 power center dot 0 comma 05 center dot 0 comma 02 and denominator 1 comma 67 center dot 10 to the negative 27 power end-fraction is approximately equal to 95808 м / с$ Задача 2: Сила тяги электровоза Шаг 1: Перевод единиц и анализ мощностей Сначала переведем скорость из км/ч в м/с: $v = \frac{72}{3, 6} = 20 м / с v equals the fraction with numerator 72 and denominator 3 comma 6 end-fraction equals 20 м / с$ Потребляемая мощность составляет $P_{п о л н} = 800000 cap P sub п о л н end-sub equals 800000$ Вт. Полезная мощность $P_{п о л е з} cap P sub п о л е з end-sub$ тратится непосредственно на движение и связана с силой тяги. Шаг 2: Использование КПД Коэффициент полезного действия ( $η eta$ ) связывает полезную и полную мощности: $η = \frac{P_{п о л е з}}{P_{п о л н}} P_{п о л е з} = η \cdot P_{п о л н} eta equals the fraction with numerator cap P sub п о л е з end-sub and denominator cap P sub п о л н end-sub end-fraction implies cap P sub п о л е з end-sub equals eta center dot cap P sub п о л н end-sub$ Механическая мощность также определяется через силу тяги $F cap F$ и скорость $v v$ : $P_{п о л е з} = F \cdot v cap P sub п о л е з end-sub equals cap F center dot v$ Шаг 3: Вычисление силы тяги Объединяем формулы и находим $F cap F$ : $F = \frac{η \cdot P_{п о л н}}{v} cap F equals the fraction with numerator eta center dot cap P sub п о л н end-sub and denominator v end-fraction$ $F = \frac{0, 80 \cdot 800000}{20} = \frac{640000}{20} = 32000 Н cap F equals the fraction with numerator 0 comma 80 center dot 800000 and denominator 20 end-fraction equals 640000 over 20 end-fraction equals 32000 Н$ Ответ:

Скорость протона 95 808 м/с (или $\approx 9, 58 \cdot 10^{4} is approximately equal to 9 comma 58 center dot 10 to the fourth power$ м/с). Сила тяги двигателей 32 000 Н (или 32 кН).

Нужно ли рассчитать период обращения протона в этом поле или работу, совершаемую силой тяги за определенное время?

Форма ответа

Другие вопросы по теме «Физика»

Вопросы из других предметов