Zadanie 7.1 — Magnetyzm · Matura 2023, poziom Rozszerzony

Proton poruszał się w próżni, w polu magnetycznym po torze, który składał się z półokręgów $AF$, $FB$, $BE$, $EC$, $CD$ (zobacz rysunek). Na każdym z tych półokręgów wektor indukcji magnetycznej był prostopadły do płaszczyzny ruchu protonu i miał stałą wartość, ale dla różnych półokręgów wartości te były różne i wynosiły – odpowiednio – $B_{AF}$, $B_{FB}$, $B_{BE}$, $B_{EC}$, $B_{CD}$.

W chwili początkowej $t_A=0$ proton znajdował się w punkcie $A$ i miał prędkość $\vec{v}$ (prostopadłą do wektora indukcji magnetycznej). Dalej proton poruszał się po opisanym torze i po pewnym czasie uderzył w tarczę znajdującą się w punkcie $D$. Wartość wektora indukcji magnetycznej na półokręgu $AF$ wynosiła $B_{AF}=0,2$ T. Długości odcinków na poniższym rysunku spełniają równości:
$$|AB|=|BC|=|CS|=|SD|=|DE|=|EF|\text{oraz}|AD|=1m$$

W zadaniach 7.1.–7.3. pomijamy siłę grawitacji działającą na proton.