Для решения этой задачи воспользуемся формулой силы Лоренца, которая действует на заряженную частицу в магнитном поле:
[ F = q v B \sin(\theta) ]
где:
- ( F ) — сила, действующая на заряд (8 × 10^(-7) Н),
- ( q ) — заряд частицы (что нам нужно найти),
- ( v ) — скорость частицы (10 м/с),
- ( B ) — магнитная индукция (4 мТл = 4 × 10^(-3) Тл),
- ( \theta ) — угол между направлением скорости и линиями магнитной индукции (45°).
Сначала необходимо выразить заряд ( q ) из формулы:
[ q = \frac{F}{v B \sin(\theta)} ]
Теперь подставим известные значения:
[ q = \frac{8 \times 10^{-7} \, \text{Н}}{10 \, \text{м/с} \times 4 \times 10^{-3} \, \text{Тл} \times \sin(45^\circ)} ]
Угол 45° имеет синус (\sin(45^\circ) = \frac{\sqrt{2}}{2}). Подставим это значение:
[ q = \frac{8 \times 10^{-7}}{10 \times 4 \times 10^{-3} \times \frac{\sqrt{2}}{2}} ]
Сначала упростим знаменатель:
[ 10 \times 4 \times 10^{-3} \times \frac{\sqrt{2}}{2} = 40 \times 10^{-3} \times \frac{\sqrt{2}}{2} = 40 \times 10^{-3} \times 0.707 \approx 28.28 \times 10^{-3} = 2.828 \times 10^{-2} ]
Тогда:
[ q = \frac{8 \times 10^{-7}}{2.828 \times 10^{-2}} ]
Теперь выполним деление:
[ q \approx \frac{8 \times 10^{-7}}{2.828 \times 10^{-2}} = \frac{8 \times 10^{-7}}{2.828} \times 10^{2} = \frac{8 \times 10^{-7} \times 10^{2}}{2.828} \approx \frac{8 \times 10^{-5}}{2.828} ]
Приблизительно:
[ q \approx 2.83 \times 10^{-5} \text{Кл} ]
Таким образом, заряд пылинки приблизительно равен ( 2.83 \times 10^{-5} ) кулон.