Page 131 - physics5

116 บทที่ 15 | แม่เหล็กและไฟฟ้า ฟิสิกส์ เล่ม 5 ฟิสิกส์ เล่ม 5 บทที่ 15 | แม่เหล็กและไฟฟ้า 117

-27 -19
21. โปรตอนมีมวล 1.67 × 10 กิโลกรัม และประจุ 1.60 × 10 คูลอมบ์ เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว
-5
v ในทิศ +x เข้าไปในสนามแม่เหล็กสม่ำาเสมอขนาด 6.68 × 10 เทสลา ซึ่งมีทิศขนานกับ
แกน +y ทำาให้โปรตอนเคลื่อนที่เป็นวงกลมรัศมี 20 เซนติเมตร
ก. การเคลื่อนที่เป็นวงกลมของโปรตอนอยู่ในระนาบใด
ข. ขนาดของ v มีค่าเท่าใด
วิธีทำา ก. เมื่อโปรตอนเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v ในทิศ +x เข้าไปในสนามแม่เหล็กสม่ำาเสมอ
B ซึ่งมีทิศขนานกับแกน y แรงที่โปรตอนได้รับจากสนามแม่เหล็ก F สามารถหา
B
ทิศทางได้จากการใช้มือขวา จะได้ F มีทิศขนานกับแกน z ดังรูป
B
y


B
p
 x
v

z F B
รูป ประกอบวิธีทำาสำาหรับปัญหาท้าทายข้อ 21
ดังนั้นโปรตอนจะเคลื่อนที่เป็นวงกลมในระนาบ xz

ข. หาขนาดของ v จากสมการ
r mv
qB
qBr
จะได้ v m
5
−
(1.60 10 − 19 C)(6.68 10 T)(0.20 m)
×
×
แทนค่า v
×
1.67 10 − 27 kg
= 1.28 × 10 m/s
3
ตอบ ก. โปรตอนจะเคลื่อนที่เป็นวงกลมในระนาบ xz
3
ข. ขนาดของความเร็วเท่ากับ 1.28 × 10 เมตรต่อวินาที

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี