Når vi studerer bevægelsen af en elektrisk ladning nedsænket i et ensartet magnetfelt, vil vi bemærke, at banen beskrevet af det vil afhænge af vinklen dannet mellem partikelens hastighed og det magnetiske felt, hvor den nedsænkes. For at gøre bedst mulig brug af studiet af partikeladfærd i det ensartede felt, lad os opdele vores analyse i tre forskellige tilfælde.
første sag: θ = 0º eller θ = 180º
Sagen θ = 0º opstår, når hastigheden har samme retning som . Sagen θ = 180º opstår derimod, når hastigheden har den modsatte retning til . Vi ved, at størrelsen af den magnetiske kraft er givet ved:
F = | q | .v .B .senθ
Da sin 0º = sin 180º = 0, har vi det:
- i begge tilfælde er den magnetiske kraft nul. På en sådan måde, hvis der ikke er andre kræfter, der virker på partiklen, vil accelerationen være nul, og så vil vi have en lige og ensartet bevægelse.
anden sag: θ = 90º
Hvornår θ = 90º, vektorerne er vinkelret på hinanden. I dette tilfælde gives modulet af den magnetiske kraft af:
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
F = | q | .v .B .senθ,
som synd 90 ° = 1 har vi:
F = | q | .v .B
I dette tilfælde ved vi, at kraften altid er vinkelret på hastighedsvektoren. Det ændrer ikke hastighedsmodulet, kun hastighedsretningen. På denne måde opstår en ensartet cirkulær bevægelse. Hvordan partiklen beskriver en ensartet cirkulær bevægelse, har vi muligheden for at bestemme værdien af radius for den bane, som partiklen bevæger sig gennem følgende ligning:
Fra radius af den bane, der er beskrevet af partiklen, kan vi beregne bevægelsens periode T i tidsintervallet 1 omdrejning. Ligningen, der giver os mulighed for at foretage beregningen, er som følger:
tredje sag: θ ≠0°, θ ≠90°, θ ≠180°,
Dvs. hvad kastes skråt i retning af marken. I dette tilfælde nedbryder den hastigheden i to komponenter:
- komponent vx, hen imod : forårsager en MRU
- komponent vy, vinkelret på : forårsager en MCU
Derfor frembringer samtidigheden af disse to satser en ensartet spiralformet bevægelse.
Af Domitiano Marques
Uddannet i fysik
Brazil School Team
Vil du henvise til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Ensartet markafgift"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/carga-no-campo-uniforme.htm. Adgang til 27. juni 2021.