НЕСФ 2019, Специална тема — Задача 2. Магниттен капан

Нациовнално есенно състезание по физика, Велико Търново, 8-10 ноември 2019 г. — Специална тема (6. състезателна група) · 8 ноември 2019 г. · 10 т.

Условие

Източник S на положителни йони с еднаква маса m и еднакъв заряд q се намира на разстояние d от праволинеен проводник, по който тече ток I (фиг. 2). Йоните се излъчват с еднаква по големина скорост v във всички възможни посоки в равнината, в която лежат източникът и проводникът.

1) Определете минималното ($r_{\mathrm{min}}$) и максималното ($r_{\mathrm{max}}$) разстояние до проводника, които може да бъдат достигнати от йоните. [5 т.]

2) На общ чертеж изобразете качествено траекториите на йоните, достигащи съответно минимално и максимално разстояние до проводника. [2 т.]

3) Ако скоростта на йоните е толкова малка, че $|r_{\mathrm{max}} - r_{\mathrm{min}}| \ll d$, движението на йоните може да се разглежда приблизително като обикаляне по окръжност, чийто център бавно се премества с определена „дрейфова” скорост $v_\mathrm{d}$ ($v_\mathrm{d} \ll v$) успоредно на проводника. Получете приблизителен израз за дрейфовата скорост на йон, излъчен перпендиукулярно на проводника. [3 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: esenni_2020_STproblems.pdf · официални решения: esenni_2020_STsolutions.pdf