Einheitliche Feldladung. Analyse des Lastverhaltens im Gleichfeld.

Wenn wir die Bewegung einer elektrischen Ladung untersuchen, die in ein gleichförmiges Magnetfeld eingetaucht ist, werden wir feststellen, dass die Flugbahn die von ihm beschrieben wird, hängt von dem Winkel ab, der zwischen der Geschwindigkeit des Teilchens und dem Magnetfeld gebildet wird, in das es eingetaucht wird. Um die Untersuchung des Teilchenverhaltens im gleichförmigen Feld optimal zu nutzen, teilen wir unsere Analyse in drei verschiedene Fälle auf.

erster Fall: θ = 0º oder θ = 180º

Der Fall θ = 0º tritt auf, wenn die Geschwindigkeit die gleiche Richtung wie hat . Der Fall θ = 180º tritt dagegen auf, wenn die Geschwindigkeit die entgegengesetzte Richtung zu hat . Wir wissen, dass die Größe der Magnetkraft gegeben ist durch:

F= |q|.v .B .senθ

Da sin 0º = sin 180º = 0 gilt:

- In beiden Fällen ist die Magnetkraft null. Wenn keine anderen Kräfte auf das Teilchen einwirken, ist die Beschleunigung null und wir haben eine gerade und gleichmäßige Bewegung.

zweiter Fall: θ = 90º

Wann θ = 90º, die Vektoren

stehen senkrecht aufeinander. In diesem Fall ist der Modul der Magnetkraft gegeben durch:

F= |q|.v .B .senθ,
als sin 90°=1 gilt:
F= |q|.v .B

In diesem Fall wissen wir, dass die Kraft immer senkrecht zum Geschwindigkeitsvektor steht. Es ändert nicht den Geschwindigkeitsmodul, sondern nur die Geschwindigkeitsrichtung. Auf diese Weise erfolgt eine gleichmäßige Kreisbewegung. Wie das Teilchen a. beschreibt gleichförmige Kreisbewegung, haben wir die Möglichkeit, den Wert des Radius der vom Teilchen zurückgelegten Flugbahn durch die folgende Gleichung zu bestimmen:

Aus dem Radius der vom Teilchen beschriebenen Flugbahn können wir die Periode T der Bewegung im Zeitintervall von 1 Umdrehung berechnen. Die Gleichung, mit der wir die Berechnung durchführen können, lautet wie folgt:

dritter Fall: θ ≠0°, θ ≠90°, θ ≠180°,

D.h., Was wird schräg zur Spielfeldrichtung geworfen. In diesem Fall zerlegt es die Geschwindigkeit in zwei Komponenten:

- Komponente v_x, gegenüber : verursacht eine MRU

- Komponente v_ja, senkrecht zu : verursacht eine MCU

Daher ergibt die Gleichzeitigkeit dieser beiden Bewegungen a gleichmäßige spiralförmige Bewegung.

Von Domitiano Marques
Abschluss in Physik
Brasilianisches Schulteam

Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/carga-no-campo-uniforme.htm