Объяснение:
Дано:
B = 0,2 Тл
R = 2 см = 0,02 м
h = 50 см = 0,50 м
e = 1,6*10⁻⁹ Кл - заряд протона
m = 1,67*10⁻²⁷ кг - масса протона
V - ?
Сила Лоренца:
F = e*V*B*sin α - где α - угол между векторами V и B.
Электрон одновременно участвует в двух движениях - перпендикулярно силовым линиям магнитного поля со скоростью Vz и вдоль силовых линий поля со скоростью Vx.
Vz = V*sin α
Vx = V*cos α
Но сила Лоренца является и центростремительной силой:
e*Vz*B = m*Vz²/R.
e*B = m*Vz/R.
Vz = e*B*R / m
Vz = 1,6*10⁻¹⁹*0,2*0,02/(1,67*10⁻²⁷) = 3,83*10⁵ м/с
Шаг:
h = 2π*R*ctg α
ctg α = h / (2π*R) = 0,50 / (2*3,14*0,02) ≈ 3,98
α = 14°
sin α = sin 14° = 0,2419
cos α = cos 14° = 0,9703
V = Vz / sin α = 3,83*10⁵ / 0,2419 ≈ 1,6*10⁶ м/с или 1,6 Мм/с
Разделим путь полета тела на разные промежутки.
Пусть до последних четырех секунд тело пролетело S₁ м, за предпоследние две секунды тело пролетело S₂ м, а за последние две секунды S₃ м.
Рассмотрим конкретно участки S₂ и S₃.
Время t₂ = t₃ = 2 с ;
Ускорение g = 10 м/с² ;
Начальные скорости v₀₂ и v₀₃ разные. Найдем v₀₂, то есть скорость падения в момент начала пути S₂.
Мы знаем, что S₃ = 2S₂.
Найдем сумму этих путей, понимая, что сумма этих путей это S₂₃, где
t = 4 с ; g = 10 м/с^2 ; v₀ = v₀₂ ; 
и одновременно подставим все данные значения:
S₂ = 20 + 20 = 40 м
S₃ = 2S₂ = 80 м
Мы знаем, что путь S₁ тело пролетело с ускорением g и набрало скорость от v₀₁ = 5 до v₀₂ = 10 м/с.
По формуле:
S₁ = 3,75 м
Время за первую часть полёта:
t₁ = 0,5 с
Общий путь (высота, с которой сбросили тело):
h = S = S₁ + S₂ + S₃ = 3,75 м + 40 м + 80 м = 123,75 м
Общее время (время падения):
t = t₁ + t₂ + t₃ = 0,5 с + 2 с + 2 с = 4,5 с
1) h = 123,75 м
2) t = 4,5 с
