Dwa znaki ładunku w tej samej konfiguracji v i B
W prawoskrętnych osiach x w prawo, y w górę, z z kartki, cząstka ma v=(2·10⁵,0,0) m/s, B=(0,0,−0,10) T. Wyznacz i narysuj siłę dla q=+3 nC oraz q=−3 nC.
Dalsze części: b) Jak zmieni się wartość siły po podwojeniu szybkości? c) Czy w czystym polu magnetycznym taka siła zwiększa energię kinetyczną?
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
W tym zadaniu
Wskazówka
Najpierw oblicz v×B, dopiero potem uwzględnij znak q.
Rozwiązanie
Iloczyn wektorowy i znak ładunku
Iloczyn v×B jest skierowany w +y. Dla dodatniego ładunku siła to (0,6·10⁻⁵,0) N, czyli 60 µN w górę; dla ujemnego (0,−6·10⁻⁵,0) N, czyli w dół. Na rysunku v i B pozostają bez zmian. Siła jest prostopadła do prędkości i w tym modelu magnetycznym nie wykonuje pracy.
Podwojenie szybkości
Dla niezmienionego prostopadłego B i |q| wartość |q|vB rośnie dwukrotnie do 120 µN. Zwroty pozostają przeciwne dla dwóch znaków ładunku. Nie odwracamy dodatkowo v ani B, jeśli zmieniamy tylko szybkość.
Praca i przyspieszenie
Siła pozostaje prostopadła do chwilowej prędkości, więc moc F·v jest zerowa. Zmienia kierunek ruchu, nie jego energię kinetyczną w tym modelu. Dla tej samej masy i pola podwojenie v podwaja promień toru mv/(|q|B), mimo większej siły. Większa siła nie musi oznaczać ciaśniejszego toru, jeżeli równocześnie zmieniła się prędkość.
Powiązana teoria
Magnetyzm na rysunku: kropka, krzyżyk, siła i znak indukcji
Dalsza lektura
Najpierw spróbuj samodzielnie. Zapisz dane, wybierz prawa fizyczne i sprawdź jednostki. Przejdź do zadań ze sprawdzaniem odpowiedzi »
← Wróć do działu: Zadania Do góry ↑
Komentarze (0)
Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.
RSS komentarzy · Powiadomienia e-mail
Dodaj komentarz
Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto