Η δύναμη Ampere που επενεργεί σε ένα τμήμα ενός αγωγού με μήκος Δ l με ορισμένη ένταση ρεύματος I, που βρίσκεται σε μαγνητικό πεδίο B, F = I B Δ l sin α μπορεί να εκφραστεί μέσω των δυνάμεων που ασκούνται σε συγκεκριμένους φορείς φορτίου.
Έστω το φορτίο του φορέα να συμβολίζεται ως q και n είναι η τιμή της συγκέντρωσης των ελεύθερων φορέων φορτίου στον αγωγό. Στην περίπτωση αυτή, το γινόμενο n q υ S, στο οποίο S είναι το εμβαδόν διατομής του αγωγού, είναι ισοδύναμο με το ρεύμα που ρέει στον αγωγό και υ είναι ο συντελεστής της ταχύτητας της διατεταγμένης κίνησης των φορέων σε ο μαέστρος:
I = q · n · υ · S .
Ορισμός 2
Τύπος Δυνάμεις αμπέρμπορεί να γραφτεί με την ακόλουθη μορφή:
F = q n S Δ l υ B sin α .
Λόγω του γεγονότος ότι ο συνολικός αριθμός N φορέων ελεύθερου φορτίου σε έναν αγωγό με διατομή S και μήκος Δ l είναι ίσος με το γινόμενο n S Δ l, η δύναμη που ασκείται σε ένα φορτισμένο σωματίδιο είναι ίση με την έκφραση: F L \ u003d q υ B sin α.
Η ισχύς που βρέθηκε ονομάζεται Δυνάμεις Λόρεντς. Η γωνία α στον παραπάνω τύπο είναι ισοδύναμη με τη γωνία μεταξύ του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής B → και της ταχύτητας ν → .
Η κατεύθυνση της δύναμης Lorentz, η οποία δρα σε ένα σωματίδιο με θετικό φορτίο, με τον ίδιο τρόπο όπως η κατεύθυνση της δύναμης Ampère, βρίσκεται από τον κανόνα gimlet ή χρησιμοποιώντας τον κανόνα του αριστερού χεριού. Αμοιβαία τακτοποίησηδιανύσματα ν → , B → και F Л → για ένα σωματίδιο που φέρει θετικό φορτίο απεικονίζεται στο σχ. ένας . δεκαοχτώ. ένας .
Εικόνα 1. δεκαοχτώ. ένας . Αμοιβαία διάταξη διανυσμάτων ν → , B → και F Л → . Ο συντελεστής δύναμης Lorentz F L → είναι αριθμητικά ισοδύναμος με το γινόμενο του εμβαδού του παραλληλογράμμου που βασίζεται στα διανύσματα ν → και Β → και στο φορτίο q.
Η δύναμη Lorentz κατευθύνεται κανονικά, δηλαδή κάθετα στα διανύσματα ν → και Β →.
Η δύναμη Lorentz δεν λειτουργεί όταν ένα σωματίδιο που φέρει φορτίο κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο. Αυτό το γεγονός οδηγεί στο γεγονός ότι το μέτρο του διανύσματος ταχύτητας υπό τις συνθήκες κίνησης των σωματιδίων επίσης δεν αλλάζει την τιμή του.
Εάν ένα φορτισμένο σωματίδιο κινείται σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο υπό τη δράση της δύναμης Lorentz και την ταχύτητά του ν → βρίσκεται σε ένα επίπεδο που κατευθύνεται κανονικά ως προς το διάνυσμα Β →, τότε το σωματίδιο θα κινηθεί κατά μήκος ενός κύκλου ορισμένης ακτίνας, που υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
Η δύναμη Lorentz σε αυτή την περίπτωση χρησιμοποιείται ως κεντρομόλος δύναμη (Εικ. 1.18.2).
Εικόνα 1. δεκαοχτώ. 2. Κυκλική κίνηση φορτισμένου σωματιδίου σε ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο.
Για την περίοδο περιστροφής ενός σωματιδίου σε ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο, θα ισχύει η ακόλουθη έκφραση:
T = 2 π R υ = 2 π m q B .
Αυτή η φόρμουλακαταδεικνύει ξεκάθαρα την απουσία εξάρτησης φορτισμένων σωματιδίων δεδομένης μάζας m από την ταχύτητα υ και την ακτίνα της τροχιάς R .
Ορισμός 3Η παρακάτω σχέση είναι ο τύπος για τη γωνιακή ταχύτητα ενός φορτισμένου σωματιδίου που κινείται κατά μήκος μιας κυκλικής διαδρομής:
ω = υ R = υ q B m υ = q B m .
Φέρει το όνομα συχνότητα κυκλοτρονίων. Αυτή η φυσική ποσότητα δεν εξαρτάται από την ταχύτητα του σωματιδίου, από την οποία μπορούμε να συμπεράνουμε ότι και αυτό κινητική ενέργειααυτή δεν εξαρτάται.
Ορισμός 4
Αυτή η περίσταση βρίσκει την εφαρμογή της στα κυκλοτρόνια, δηλαδή στους επιταχυντές βαρέων σωματιδίων (πρωτόνια, ιόντα).
Φιγούρα 1. δεκαοχτώ. 3 δίνεται διάγραμμα κυκλώματοςκύκλοτρο.
Εικόνα 1. δεκαοχτώ. 3 . Κίνηση φορτισμένων σωματιδίων στον θάλαμο κενού του κυκλοτρονίου.
Ορισμός 5
Duant- αυτός είναι ένας κοίλος μεταλλικός ημικύλινδρος τοποθετημένος σε θάλαμο κενού μεταξύ των πόλων ενός ηλεκτρομαγνήτη ως ένα από τα δύο επιταχυνόμενα ηλεκτρόδια σχήματος D στο κυκλοτρόνιο.
Εφαρμόζεται μια εναλλασσόμενη ηλεκτρική τάση στους dees, των οποίων η συχνότητα είναι ισοδύναμη με τη συχνότητα του κυκλοτρονίου. Σωματίδια που φέρουν κάποιο φορτίο εγχέονται στο κέντρο του θαλάμου κενού. Στο κενό μεταξύ των δεμάτων, βιώνουν επιτάχυνση που προκαλείται από ένα ηλεκτρικό πεδίο. Τα σωματίδια στο εσωτερικό των φύλλων, στη διαδικασία της κίνησης κατά μήκος ημικυκλικών, βιώνουν τη δράση της δύναμης Lorentz. Η ακτίνα των ημικυκλίων αυξάνεται με την αύξηση της ενέργειας των σωματιδίων. Όπως σε όλους τους άλλους επιταχυντές, στα κυκλοτρόνια η επιτάχυνση ενός φορτισμένου σωματιδίου επιτυγχάνεται με την εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου και η διατήρησή του στην τροχιά μέσω μαγνητικό πεδίο. Τα κυκλοτρόνια καθιστούν δυνατή την επιτάχυνση των πρωτονίων σε ενέργειες κοντά στα 20 MeV.
Τα ομοιογενή μαγνητικά πεδία χρησιμοποιούνται σε πολλές συσκευές για μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών. Συγκεκριμένα, έχουν βρει την εφαρμογή τους στα λεγόμενα φασματόμετρα μάζας.
Ορισμός 6
Φασματόμετρα μάζας- Πρόκειται για τέτοιες συσκευές, η χρήση των οποίων μας επιτρέπει να μετράμε τις μάζες των φορτισμένων σωματιδίων, δηλαδή ιόντων ή πυρήνων διαφόρων ατόμων.
Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται για τον διαχωρισμό ισοτόπων (πυρήνες ατόμων με το ίδιο φορτίο αλλά διαφορετικές μάζες, για παράδειγμα, Ne 20 και Ne 22). Στο σχ. ένας . δεκαοχτώ. Το σχήμα 4 δείχνει την απλούστερη έκδοση του φασματόμετρου μάζας. Τα ιόντα που εκπέμπονται από την πηγή S διέρχονται από πολλές μικρές τρύπες, οι οποίες μαζί σχηματίζουν μια στενή δέσμη. Μετά από αυτό, εισέρχονται στον επιλογέα ταχύτητας, όπου τα σωματίδια κινούνται σε διασταυρούμενα ομοιογενή ηλεκτρικά πεδία, τα οποία δημιουργούνται μεταξύ των πλακών ενός επίπεδου πυκνωτή και μαγνητικά πεδία, τα οποία εμφανίζονται στο κενό μεταξύ των πόλων ενός ηλεκτρομαγνήτη. Η αρχική ταχύτητα υ → φορτισμένων σωματιδίων κατευθύνεται κάθετα στα διανύσματα E → και B → .
Ένα σωματίδιο που κινείται σε διασταυρούμενα μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδία βιώνει τα αποτελέσματα της ηλεκτρικής δύναμης q E → και της μαγνητικής δύναμης Lorentz. Υπό συνθήκες όταν πληρούται το E = υ B, αυτές οι δυνάμεις αντισταθμίζουν πλήρως η μία την άλλη. Σε αυτή την περίπτωση, το σωματίδιο θα κινηθεί ομοιόμορφα και ευθύγραμμα και, έχοντας πετάξει μέσα από τον πυκνωτή, θα περάσει από την τρύπα στην οθόνη. Για δεδομένες τιμές των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων, ο επιλογέας θα επιλέξει σωματίδια που κινούνται με ταχύτητα υ = E B .
Μετά από αυτές τις διεργασίες, σωματίδια με τις ίδιες ταχύτητες εισέρχονται σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο Β → θαλάμους φασματόμετρου μάζας. Τα σωματίδια υπό τη δράση της δύναμης Lorentz κινούνται σε ένα θάλαμο κάθετο στο επίπεδο του μαγνητικού πεδίου. Οι τροχιές τους είναι κύκλοι με ακτίνες R = m υ q B ". Στη διαδικασία μέτρησης των ακτίνων των τροχιών με γνωστές τιμές υ και B", μπορούμε να προσδιορίσουμε την αναλογία q m. Στην περίπτωση των ισοτόπων, δηλαδή υπό την συνθήκη q 1 = q 2 , το φασματόμετρο μάζας μπορεί να διαχωρίσει σωματίδια με διαφορετικές μάζες.
Με τη βοήθεια σύγχρονων φασματόμετρων μάζας, είμαστε σε θέση να μετρήσουμε τις μάζες των φορτισμένων σωματιδίων με ακρίβεια που υπερβαίνει το 10 - 4 .
Εικόνα 1. δεκαοχτώ. τέσσερα. Επιλογέας ταχύτητας και φασματόμετρο μάζας.
Στην περίπτωση που η ταχύτητα των σωματιδίων υ → έχει συνιστώσα υ ∥ → κατά την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου, ένα τέτοιο σωματίδιο σε ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο θα κάνει σπειροειδή κίνηση. Η ακτίνα μιας τέτοιας σπείρας R εξαρτάται από το μέτρο της συνιστώσας που είναι κάθετη στο μαγνητικό πεδίο υ ┴ διάνυσμα υ → , και το βήμα της σπείρας p εξαρτάται από το μέτρο της διαμήκους συνιστώσας υ ∥ (Εικ. 1 . 18 . 5 ).
Εικόνα 1. δεκαοχτώ. 5 . Η κίνηση ενός φορτισμένου σωματιδίου σε μια σπείρα σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο.
Με βάση αυτό, μπορούμε να πούμε ότι η τροχιά ενός φορτισμένου σωματιδίου κατά μία έννοια «τυλίγει» στις γραμμές της μαγνητικής επαγωγής. Αυτό το φαινόμενοχρησιμοποιείται στη μηχανική για μαγνητική θερμική μόνωση πλάσματος υψηλής θερμοκρασίας - ένα πλήρως ιονισμένο αέριο σε θερμοκρασία περίπου 10 6 K . Κατά τη μελέτη ελεγχόμενων θερμοπυρηνικών αντιδράσεων, μια ουσία σε παρόμοια κατάσταση λαμβάνεται σε εγκαταστάσεις του τύπου "Tokamak". Το πλάσμα δεν πρέπει να αγγίζει τα τοιχώματα του θαλάμου. Η θερμομόνωση επιτυγχάνεται με τη δημιουργία μαγνητικού πεδίου ειδικής διαμόρφωσης. Φιγούρα 1. δεκαοχτώ. 6 απεικονίζει ως παράδειγμα την τροχιά ενός σωματιδίου που φέρει φορτίο σε ένα μαγνητικό "μπουκάλι" (ή παγίδα).
Εικόνα 1. δεκαοχτώ. 6. Μαγνητικό μπουκάλι. Τα φορτισμένα σωματίδια δεν ξεπερνούν τα όριά τους. Το απαιτούμενο μαγνητικό πεδίο μπορεί να δημιουργηθεί χρησιμοποιώντας δύο στρογγυλά πηνία ρεύματος.
Το ίδιο φαινόμενο συμβαίνει στο μαγνητικό πεδίο της Γης, το οποίο προστατεύει όλα τα έμβια όντα από τη ροή σωματιδίων που μεταφέρουν φορτίο από το διάστημα.
Ορισμός 7
Τα γρήγορα φορτισμένα σωματίδια από το διάστημα, κυρίως από τον Ήλιο, «αναχαιτίζονται» από το μαγνητικό πεδίο της Γης, με αποτέλεσμα το σχηματισμό ζωνών ακτινοβολίας (Εικ. 1 . 18 . 7), στις οποίες τα σωματίδια, σαν να βρίσκονται σε μαγνητικές παγίδες, κινούνται προς τα πίσω. και εμπρός κατά μήκος σπειροειδών τροχιών μεταξύ του βόρειου και του νότιου μαγνητικού πόλου σε κλάσματα του δευτερολέπτου.
Εξαίρεση αποτελούν οι πολικές περιοχές, στις οποίες ορισμένα από τα σωματίδια διαπερνούν τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση φαινομένων όπως οι «αύροι». Οι ζώνες ακτινοβολίας της Γης εκτείνονται από αποστάσεις περίπου 500 km έως δεκάδες ακτίνες του πλανήτη μας. Αξίζει να θυμηθούμε ότι ο νότιος μαγνητικός πόλος της Γης βρίσκεται κοντά στον βόρειο γεωγραφικό πόλο στα βορειοδυτικά της Γροιλανδίας. Η φύση του επίγειου μαγνητισμού δεν έχει ακόμη μελετηθεί.
Εικόνα 1. δεκαοχτώ. 7. Ζώνες ακτινοβολίας της Γης. Τα γρήγορα φορτισμένα σωματίδια από τον Ήλιο, κυρίως ηλεκτρόνια και πρωτόνια, παγιδεύονται στις μαγνητικές παγίδες των ζωνών ακτινοβολίας.
Η εισβολή τους στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας είναι πιθανή, γεγονός που είναι και η αιτία της εμφάνισης των «βόρειων φώτων».
Εικόνα 1. δεκαοχτώ. οκτώ. Μοντέλο κίνησης φορτίου σε μαγνητικό πεδίο.
Εικόνα 1. δεκαοχτώ. 9 . Μοντέλο φασματόμετρου μάζας.
Εικόνα 1. δεκαοχτώ. δέκα . μοντέλο επιλογέα ταχύτητας.
Εάν παρατηρήσετε κάποιο λάθος στο κείμενο, επισημάνετε το και πατήστε Ctrl+Enter
Η δύναμη Lorentz είναι η δύναμη που δρα από την πλευρά του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου σε ένα κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο. Πολύ συχνά, μόνο η μαγνητική συνιστώσα αυτού του πεδίου ονομάζεται δύναμη Lorentz. Τύπος για τον προσδιορισμό:
F = q(E+vB),
όπου qείναι το φορτίο σωματιδίων?μιείναι η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου.σι— επαγωγή μαγνητικού πεδίου·vείναι η ταχύτητα του σωματιδίου.
Η δύναμη Lorentz είναι πολύ παρόμοια κατ' αρχήν με αυτή, η διαφορά έγκειται στο γεγονός ότι η τελευταία δρα σε ολόκληρο τον αγωγό, ο οποίος είναι γενικά ηλεκτρικά ουδέτερος, και η δύναμη Lorentz περιγράφει την επίδραση ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίουμόνο με μία κίνηση κίνησης.
Χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι δεν αλλάζει την ταχύτητα κίνησης των φορτίων, αλλά επηρεάζει μόνο το διάνυσμα της ταχύτητας, δηλαδή είναι σε θέση να αλλάξει την κατεύθυνση κίνησης των φορτισμένων σωματιδίων.
Στη φύση, η δύναμη Lorentz σας επιτρέπει να προστατεύσετε τη Γη από τις επιπτώσεις της κοσμικής ακτινοβολίας. Υπό την επιρροή του, φορτισμένα σωματίδια που πέφτουν στον πλανήτη αποκλίνουν από μια ευθεία διαδρομή λόγω της παρουσίας του μαγνητικού πεδίου της Γης, προκαλώντας σέλας.
Στη μηχανική, η δύναμη Lorentz χρησιμοποιείται πολύ συχνά: σε όλους τους κινητήρες και τις γεννήτριες, είναι αυτή που οδηγεί τον ρότοραυπό την επίδραση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου του στάτορα.
Έτσι, σε οποιουσδήποτε ηλεκτροκινητήρες και ηλεκτροκινητήρες, η δύναμη Lorentz είναι ο κύριος τύπος δύναμης. Επιπλέον, χρησιμοποιείται σε επιταχυντές σωματιδίων, καθώς και σε πυροβόλα ηλεκτρονίων, τα οποία είχαν εγκατασταθεί προηγουμένως σε τηλεοράσεις σωλήνων. Σε ένα κινοσκόπιο, τα ηλεκτρόνια που εκπέμπονται από το πιστόλι εκτρέπονται υπό την επίδραση ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, το οποίο συμβαίνει με τη συμμετοχή της δύναμης Lorentz.
Επιπλέον, αυτή η δύναμη χρησιμοποιείται στη φασματομετρία μάζας και στην ηλεκτρογραφία μάζας για όργανα ικανά να ταξινομούν φορτισμένα σωματίδια με βάση το ειδικό φορτίο τους (αναλογία φορτίου προς μάζα σωματιδίων). Αυτό καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό της μάζας των σωματιδίων με υψηλή ακρίβεια. Βρίσκει εφαρμογή και σε άλλα όργανα, για παράδειγμα, σε μια μέθοδο χωρίς επαφή για τη μέτρηση της ροής ηλεκτρικά αγώγιμων υγρών μέσων (ροόμετρα). Αυτό είναι πολύ σημαντικό εάν το υγρό μέσο έχει πολύ υψηλή θερμοκρασία(τήγμα μετάλλων, γυαλιού κ.λπ.).
Η δράση που ασκείται από ένα μαγνητικό πεδίο στα κινούμενα φορτισμένα σωματίδια χρησιμοποιείται ευρέως στην τεχνολογία.
Για παράδειγμα, η εκτροπή μιας δέσμης ηλεκτρονίων στα κινοσκόπια της τηλεόρασης πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο δημιουργείται από ειδικά πηνία. Σε πολλές ηλεκτρονικές συσκευές, ένα μαγνητικό πεδίο χρησιμοποιείται για την εστίαση δέσμης φορτισμένων σωματιδίων.
Στις πειραματικές εγκαταστάσεις που δημιουργήθηκαν σήμερα για την υλοποίηση μιας ελεγχόμενης θερμοπυρηνικής αντίδρασης, η δράση ενός μαγνητικού πεδίου στο πλάσμα χρησιμοποιείται για να το στρίψει σε ένα καλώδιο που δεν αγγίζει τα τοιχώματα του θαλάμου εργασίας. Η κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων σε έναν κύκλο σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο και η ανεξαρτησία της περιόδου αυτής της κίνησης από την ταχύτητα του σωματιδίου χρησιμοποιούνται σε κυκλικούς επιταχυντές φορτισμένων σωματιδίων - κυκλοτρόνια.
Η δράση της δύναμης Lorentz χρησιμοποιείται επίσης σε συσκευές που ονομάζονται φασματογράφοι μάζας, τα οποία έχουν σχεδιαστεί για να διαχωρίζουν τα φορτισμένα σωματίδια σύμφωνα με τα ειδικά φορτία τους.
Το σχήμα του απλούστερου φασματογράφου μάζας φαίνεται στο σχήμα 1.
Στον θάλαμο 1, από τον οποίο εκκενώνεται ο αέρας, υπάρχει μια πηγή ιόντων 3. Ο θάλαμος τοποθετείται σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο, σε κάθε σημείο του οποίου η επαγωγή \(~\vec B\) είναι κάθετη στο επίπεδο του σχέδιο και κατευθύνεται προς το μέρος μας (στην Εικόνα 1 αυτό το πεδίο υποδεικνύεται με κύκλους) . Μεταξύ των ηλεκτροδίων A h B εφαρμόζεται μια τάση επιτάχυνσης, υπό την επίδραση της οποίας τα ιόντα που εκπέμπονται από την πηγή επιταχύνονται και εισέρχονται στο μαγνητικό πεδίο με μια ορισμένη ταχύτητα κάθετη στις γραμμές επαγωγής. Κινούμενοι σε ένα μαγνητικό πεδίο κατά μήκος ενός τόξου κύκλου, τα ιόντα πέφτουν στη φωτογραφική πλάκα 2, γεγονός που καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό της ακτίνας Rαυτό το τόξο. Γνωρίζοντας την επαγωγή του μαγνητικού πεδίου ΣΤΟκαι ταχύτητα υ ιόντων, σύμφωνα με τον τύπο
\(~\frac q m = \frac (v)(RB)\)
μπορεί να προσδιοριστεί το ειδικό φορτίο των ιόντων. Και αν το φορτίο ενός ιόντος είναι γνωστό, η μάζα του μπορεί να υπολογιστεί.
Βιβλιογραφία
Aksenovich L. A. Φυσική στο Λύκειο: Θεωρία. Καθήκοντα. Δοκιμές: Proc. επίδομα για ιδρύματα που παρέχουν γενική. περιβάλλοντα, εκπαίδευση / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Εκδ. Κ. Σ. Φαρίνο. - Mn.: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - C. 328.
ΟΡΙΣΜΟΣ
Δύναμη Lorentzείναι η δύναμη που ασκείται σε ένα σημειακώς φορτισμένο σωματίδιο που κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο.
Είναι ίσο με το γινόμενο του φορτίου, του συντελεστή ταχύτητας σωματιδίων, του συντελεστή διανύσματος επαγωγής μαγνητικού πεδίου και του ημιτόνου της γωνίας μεταξύ του διανύσματος μαγνητικού πεδίου και της ταχύτητας των σωματιδίων.
Εδώ, είναι η δύναμη Lorentz, είναι το φορτίο των σωματιδίων, είναι το μέτρο του διανύσματος επαγωγής του μαγνητικού πεδίου, είναι η ταχύτητα των σωματιδίων και είναι η γωνία μεταξύ του διανύσματος επαγωγής του μαγνητικού πεδίου και της κατεύθυνσης της κίνησης.
Μονάδα μέτρησης δύναμης - N (Newton).
Η δύναμη Lorentz είναι ένα διανυσματικό μέγεθος. Η δύναμη Lorentz παίρνει τη μεγαλύτερη τιμή της όταν τα διανύσματα της επαγωγής και της κατεύθυνσης της ταχύτητας των σωματιδίων είναι κάθετα ().
Η κατεύθυνση της δύναμης Lorentz καθορίζεται από τον κανόνα του αριστερού χεριού:
Εάν το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής εισέλθει στην παλάμη του αριστερού χεριού και τέσσερα δάχτυλα εκτείνονται προς την κατεύθυνση του τρέχοντος διανύσματος κίνησης, τότε λυγίστε στο πλάι αντίχειραςδείχνει την κατεύθυνση της δύναμης Lorentz.
Σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο, το σωματίδιο θα κινείται σε κύκλο, ενώ η δύναμη Lorentz θα είναι μια κεντρομόλος δύναμη. Η δουλειά δεν θα γίνει.
Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων σχετικά με το θέμα "Δύναμη Lorentz"
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2
| Ασκηση | Κάτω από τη δράση της δύναμης Lorentz, ένα σωματίδιο μάζας m με φορτίο q κινείται σε κύκλο. Το μαγνητικό πεδίο είναι ομοιόμορφο, η ισχύς του είναι Β. Βρείτε την κεντρομόλο επιτάχυνση του σωματιδίου.
|
| Λύση | Θυμηθείτε τον τύπο της δύναμης Lorentz: Επίσης, σύμφωνα με τον 2ο νόμο του Νεύτωνα: Στην περίπτωση αυτή, η δύναμη Lorentz κατευθύνεται προς το κέντρο του κύκλου και η επιτάχυνση που δημιουργείται από αυτόν κατευθύνεται εκεί, δηλαδή αυτή είναι η κεντρομόλος επιτάχυνση. Που σημαίνει: |
