При подготовке пружинного пистолета к выстрелу пружину с жесткостью 1 кН/м сжали на 3см. Какую скорость приобретает снаряд массой 9 г при выстреле в горизонтальном направлении

Для розв'язання цієї задачі необхідно використати рівняння збереження енергії для зарядженої частинки, яка рухається в електричному полі. Згідно з цим рівнянням, зміна електричної потенціальної енергії зарядженої частинки дорівнює роботі сили електричного поля, яку вона виконує під час руху:

ΔW = qΔV, де ΔW - зміна електричної потенціальної енергії, q - заряд частинки, ΔV - різниця потенціалів між точками.

Підставляючи дані з задачі, отримуємо:

4,8 мкДж = q * (250 В - 150 В)

q = 4,8 мкДж / 100 В

q = 48 нКл

Отже, заряд частинки дорівнює 48 нКл.

Для визначення радіуса колового струму використовується формула, що визначає магнітне поле в центрі колового струму:

B = μ₀ * (I / (2 * r))

де B - напруженість магнітного поля, μ₀ - магнітна постійна (μ₀ ≈ 4π × 10^(-7) Вб/А·м), I - сила струму, r - радіус колового струму.

Заміняючи в формулі дані:

B = 180 А/м,
I = 2 А,
μ₀ = 4π × 10^(-7) Вб/А·м.

Отримуємо:

180 А/м = (4π × 10^(-7) Вб/А·м) * (2 А / (2 * r))

Скорочуючи однакові частини, маємо:

90 = π × 10^(-7) / r

Поділимо обидві частини на π × 10^(-7):

90 / (π × 10^(-7)) = 1 / r

r = 1 / (90 / (π × 10^(-7)))

r ≈ 1.11 × 10^(-6) м

Таким чином, радіус колового струму становить приблизно 1.11 мкм.