Протон, прискорений різницею потенціалів 800 В, влетів в однорідне магнітне поле з індукцією 0, 4 Тл і почав рухатися по колу. Визначити радіус кола, якщо маса протона 1, 6∙10 кг.

Дано:                Си:                                 Решение:

m = 400 г        0,4 кг                              E = Ek + Ep

v = 18 км/ч      5 м/с                               Ep = 0

Найти:                                                     Ek = (m*v^2)/2 =

                                                                =(0,4*5^2)/2 = 10/2 = 5 Дж

Е - ?                                                          E = Ek = 5 Дж

                                                               

                                                                 ответ: E = 5 Дж

                                                                     

Объяснение:

1)

Нагреваем лед до температуры плавления:

Q₁ = c₁·m·(t₂ - t₁) = 2100·2·(0 - (-20)) = 84 000 Дж

2)

Нагреваем воду, полученную из растаявшего льда, до температуры кипения:

Q₂ = c₂·m·(100 - t₁) = 4200·2·(100-0) = 840 000 Дж

3)

Суммарное количество теплоты:

Q = Q₁ + Q₂ = 84 000 + 840 000 = 924 000 Дж   (1)

4)

Сопротивление провода:

R = ρ·L / S = 1,1·5,6 / 0,68 ≈  9 Ом

5)

Мощность плитки:

P = U²/R = 220² / 9 ≈ 5 400 Вт

Работа тока

A = P·t = 5 400·t    (2)

Приравняем (2) и (1)

5 400·t = 924 000

Отсюда:

t = 924 000 / 5 400 ≈ 170 с       или     t ≈ 3 минуты