高校物理 サイクロトロン

高校物理のサイクロトロンです。
解き方がわかりません。
⑴は、速さがわからないのではないでしょうか？
⑷が板書なので、答えと解き方を教えてください。よろしくお願いします。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2017/10/15 20:55

＞⑴は、速さがわからないのではないでしょうか？

P0 に速度 0 であった「正イオン」が、P0～P0' 間の電圧 V0 で加速されたものが P1 に至ります。
P0' での速度は求まりますよね？ そこから P1 までの間は磁界により進行方向と直角方向に力を受け、「円運動」するだけで、進行方向への力は受けません。

P0～P0' 間の電圧 V0 による加速では、エネルギー「q*V0」を取得します。これによる運動エネルギーは
　(1/2)mv^2 = q*V0
ということです。これから「速度 v」が求まります。

＞⑷が板書なので、答えと解き方を教えてください。

半径が R なので、
　向心力 Fr = mv^2 /R = mRω^2
　ローレンツ力 Fb = qvB
が等しいということです。

これから「速度 v」と「運動エネルギー」が求まり、１回の加速による運動エネルギー増加 q*V0 から加速回数も求まります。