Задачи › Сила Лоренца, движение частиц в магнитном поле

Протон сталкивается с нейтроном в магнитном поле

  1. Протон сталкивается с нейтроном в магнитном поле

    Физтех 2025/26, 11 кл.
    4/10

    Нерелятивистский протон, движущийся в однородном магнитном поле, абсолютно упруго сталкивается с неподвижным нейтроном. В результате столкновения вектор скорости протона поворачивается на угол \(\alpha = 20^\circ\). Найдите отношение радиуса кривизны траектории протона непосредственно перед столкновением к радиусу кривизны начального участка его траектории после столкновения. Протон до и после столкновения движется в плоскости, перпендикулярной линиям индукции магнитного поля. Массы протона и нейтрона считайте равными. Ответ приведите с округлением до десятых. Ядерная реакция при таком ударе не состоялась. Действие магнитной силы на протон в процессе соударения считайте пренебрежимо малым.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    При упругом ударе равных по массе частиц, одна из которых покоилась, скорости после столкновения составляют прямой угол. Радиус кривизны в магнитном поле пропорционален скорости.

    Решение

    Соударение нуклонов (протона и нейтрона) при несостоявшейся ядерной реакции — абсолютно упругий удар двух тел практически одинаковой массы. Из законов сохранения импульса и энергии, второго закона Ньютона, формулы силы Лоренца и формулы центростремительного ускорения: \[\frac{R}{R_1} = \frac{1}{\cos\alpha},\] где \(R\) — радиус кривизны траектории протона до столкновения, \(R_1\) — радиус кривизны начального участка траектории протона после столкновения, \(\alpha\) — угол поворота вектора скорости протона.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи