Поогите решить задачу по физике
заряженная частица прошла ускоряющую разность потонциалов U=104в и влетела в скрешенный под прямым углом электрическое поле (E=100в/м) и магнитное (B=0.1Тл) поле. определить отношение заряда частицы к ее массе .если. двигаясь перпендикулярно обоим полям .частица не испытывает отклонения от прямоленейной траектории.
Пусть q и m — заряд и масса частицы соответственно.
После того, как частица прошла ускоряющую разность потенциалов U, она приобрела кинетическую энергию T = qU. Отсюда находим скорость частицы:
mv²/2 = qU;
v = √(2qU/m)
При нахождении зараженной частицы в зоне действия электрического поля E и магнитного поля B на неё действуют силы
F₁ = qE и F₂ = q·[v,B].
Поскольку электрическое поле всегда перпендикулярно скорости, работы силы со стороны электрического поля равна нулю (для магнитного поля это всегда так, поскольку сила Лоренца F₂ всегда перпендикулярна скорости) . Поэтому кинетическая энергия частицы не изменяется ⇒ сохраняется не только направление скорости, но и её модуль; таким образом, ускорение частицы равно нулю, что, в соответствии со вторым законом Ньютона, означает, что силы со стороны электрического и магнитного полей взаимно уравновешиваются:
F₁ + F₂ = 0.
Поскольку вектор магнитной индукции перпендикулярен скорости, в скалярном виде это уравнение записывается в виде
q(E−vB) = 0,
или, после подстановки выражения для скорости:
E = B√(2qU/m);
E²/B² = 2U·(q/m),
откуда искомое отношение заряда частицы к массе равно
q/m = (E/B)²/(2U) = (100/0,1)²/(2·104) = 4810 (Кл/кг)
Почему электрическое поле перпендикулярно скорости? И как поле может быть перпендикулярно чему-либо?
Какая связь между электрическим полем и силой Лоренца?
Как это сохраняется направление скорости из-за неизменной энергии?