Trong 3 vectơ: vận tốc hạt mang điện \(\overrightarrow v\), cảm ứng từ \(\overrightarrow B\) và lực Lorentz \(\overrightarrow F\) thì:

Khi một proton bay vào từ trường đều, nó chịu tác dụng của lực Lorentz. Lực Lorentz có phương vuông góc với cả vận tốc của proton và từ trường. Trong trường hợp này, từ trường hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới.

Để xác định chiều của lực Lorentz, ta sử dụng quy tắc bàn tay trái. Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chỉ chiều của vận tốc (\overrightarrow v) của hạt mang điện tích dương (proton). Khi đó, ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của lực Lorentz tác dụng lên proton.

Nếu vận tốc (\overrightarrow v) của proton hướng từ trái sang phải, theo quy tắc bàn tay trái, lực Lorentz sẽ hướng vào tâm quỹ đạo, khiến proton quay theo chiều kim đồng hồ trong mặt phẳng nằm ngang. Nếu vận tốc (\overrightarrow v) của proton hướng từ phải sang trái, lực Lorentz sẽ hướng vào tâm quỹ đạo, khiến proton quay ngược chiều kim đồng hồ trong mặt phẳng nằm ngang.

Vì câu hỏi không nói rõ chiều của vận tốc, nhưng khẳng định proton luôn quay theo một chiều duy nhất dù vận tốc hướng từ trái sang phải hay từ phải qua trái thì chỉ có thể là đáp án proton luôn quay cùng chiều kim đồng hồ, cho dù (\overrightarrow v) hướng từ trái sang phải hay từ phải qua trái là hợp lý nhất.

Đường sức điện trường tĩnh xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm, hoặc đi đến vô cùng. Lực từ không phải là lực thế, và trường lực từ không phải là trường thế. Đường sức của điện trường xoáy là đường khép kín. Vậy, phát biểu đúng là: Các đường cảm ứng từ là những đường cong khép kín.

Công thức tính lực đàn hồi của lò xo là: F = k * |Δx|, trong đó k là độ cứng của lò xo và Δx là độ biến dạng của lò xo so với chiều dài tự nhiên. Trong trường hợp này, vật ở dưới vị trí cân bằng 3cm, tức là lò xo giãn ra 3cm = 0.03m. Vậy, lực đàn hồi của lò xo là F = 100N/m * 0.03m = 3N.

Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ.

Phương trình định luật II Newton cho vật là:

(\overrightarrow F + \overrightarrow N + \overrightarrow P + \overrightarrow {{F_{ms}}} = m\overrightarrow a) (*)

Chiếu (*) lên trục Ox, ta được:

(F\cos \alpha - {F_{ms}} = ma) (1)

Chiếu (*) lên trục Oy, ta được:

( - P + N + F\sin \alpha = 0 \Rightarrow N = P - F\sin \alpha = mg - F\sin \alpha ) (2)

Mặt khác, ta có: ({F_{ms}} = \mu N) (3)

Từ (2) và (3) suy ra: ({F_{ms}} = \mu (mg - F\sin \alpha ))

Để giải bài toán này, ta cần áp dụng kiến thức về lực hướng tâm và trọng lực. Tại đỉnh cầu, xe chịu tác dụng của trọng lực hướng xuống và phản lực của cầu hướng lên. Áp lực của xe lên cầu (N) sẽ bằng độ lớn của phản lực này. Công thức tính lực hướng tâm là Fht = mv^2/r, với m là khối lượng, v là vận tốc và r là bán kính cong. Ta có: m = 1 tấn = 1000 kg, v = 72 km/h = 20 m/s, r = 100 m. Trọng lực tác dụng lên xe là P = mg = 1000 kg * 10 m/s^2 = 10000 N (lấy g = 10 m/s^2).

Tại đỉnh cầu, ta có phương trình: P - N = Fht, suy ra N = P - Fht. Tính lực hướng tâm: Fht = (1000 kg * (20 m/s)^2) / 100 m = 4000 N. Vậy, N = 10000 N - 4000 N = 6000 N.

Vậy áp lực của xe lên cầu tại đỉnh cầu là 6000N.