Υπολογιστής Μαγνητικής Δύναμης σε Κινούμενο Φορτίο

Τύπος

How this is calculated

Ένα φορτίο q που κινείται με ταχύτητα v μέσα από ένα μαγνητικό πεδίο B υφίσταται μια δύναμη που δίνεται από το μαγνητικό μέρος του νόμου της δύναμης Lorentz, F = |q| v B sin(θ), όπου θ είναι η γωνία μεταξύ του διανύσματος ταχύτητας και του διανύσματος πεδίου. Εισαγάγετε το φορτίο σε coulomb (C), την ταχύτητα σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m/s), την ένταση του πεδίου σε tesla (T), και τη γωνία σε μοίρες· η γωνία μετατρέπεται σε ακτίνια εσωτερικά πριν τη λήψη του ημιτόνου.

Η δύναμη είναι μεγαλύτερη όταν η ταχύτητα είναι κάθετη στο πεδίο (θ = 90°, sin θ = 1) και είναι μηδέν όταν το σωματίδιο κινείται παράλληλα ή αντιπαράλληλα στο πεδίο (θ = 0° ή 180°, sin θ = 0), αφού το εξωτερικό γινόμενο v × B μηδενίζεται. Ο υπολογιστής χρησιμοποιεί την απόλυτη τιμή του φορτίου, οπότε το αποτέλεσμα είναι το μέτρο της δύναμης σε newton (N)· η πραγματική κατεύθυνση είναι κάθετη τόσο στο v όσο και στο B όπως δίνεται από τον κανόνα του δεξιού χεριού.

Αυτό υποθέτει ένα ομοιόμορφο στατικό μαγνητικό πεδίο και αγνοεί οποιαδήποτε συνεισφορά ηλεκτρικού πεδίου και σχετικιστικά φαινόμενα μάζας. Επειδή η μαγνητική δύναμη είναι πάντα κάθετη στην ταχύτητα δεν παράγει έργο στο σωματίδιο και αλλάζει μόνο την κατεύθυνσή του, γι' αυτό τα φορτία ακολουθούν κυκλικές ή ελικοειδείς τροχιές στα μαγνητικά πεδία.