Όταν μελετάμε την κίνηση ενός ηλεκτρικού φορτίου που βυθίζεται σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο, θα παρατηρήσουμε ότι η τροχιά που περιγράφεται από αυτό θα εξαρτηθεί από τη γωνία που σχηματίζεται μεταξύ της ταχύτητας του σωματιδίου και του μαγνητικού πεδίου όπου βυθίζεται. Για να αξιοποιήσουμε καλύτερα τη μελέτη της συμπεριφοράς των σωματιδίων στο ομοιόμορφο πεδίο, ας χωρίσουμε την ανάλυσή μας σε τρεις ξεχωριστές περιπτώσεις.
πρώτη περίπτωση: θ = 0º ή θ = 180º
Η περίπτωση θ = 0º εμφανίζεται όταν η ταχύτητα έχει την ίδια κατεύθυνση με . Η περίπτωση θ = 180º, από την άλλη πλευρά, συμβαίνει όταν η ταχύτητα έχει την αντίθετη κατεύθυνση από εκείνη του . Γνωρίζουμε ότι το μέγεθος της μαγνητικής δύναμης δίνεται από:
F = | q | .v .B .senθ
Δεδομένου ότι sin 0º = sin 180º = 0, έχουμε αυτό:
- και στις δύο περιπτώσεις η μαγνητική δύναμη είναι μηδενική. Με αυτόν τον τρόπο, εάν δεν υπάρχουν άλλες δυνάμεις που δρουν στο σωματίδιο, η επιτάχυνση θα είναι μηδενική και τότε θα έχουμε μια ευθεία και ομοιόμορφη κίνηση.
δεύτερη περίπτωση: θ = 90º
Πότε θ = 90º, τα διανύσματα είναι κάθετα μεταξύ τους. Σε αυτήν την περίπτωση, ο συντελεστής της μαγνητικής δύναμης δίνεται από:
F = | q | .v .B .senθ,
ως αμαρτία 90 ° = 1, έχουμε:
F = | q | .v .B
Σε αυτήν την περίπτωση, γνωρίζουμε ότι η δύναμη είναι πάντοτε κάθετη προς το διάνυσμα ταχύτητας. Δεν αλλάζει τη μονάδα ταχύτητας, μόνο την κατεύθυνση της ταχύτητας. Με αυτόν τον τρόπο, συμβαίνει μια ομοιόμορφη κυκλική κίνηση. Πώς περιγράφεται το σωματίδιο α ομοιόμορφη κυκλική κίνηση, έχουμε τη δυνατότητα να προσδιορίσουμε την τιμή της ακτίνας της τροχιάς που διανύθηκε από το σωματίδιο μέσω της ακόλουθης εξίσωσης:
Από την ακτίνα της τροχιάς που περιγράφεται από το σωματίδιο, μπορούμε να υπολογίσουμε την περίοδο Τ της κίνησης στο χρονικό διάστημα 1 περιστροφής. Η εξίσωση που μας επιτρέπει να κάνουμε τον υπολογισμό έχει ως εξής:
τρίτη περίπτωση: θ ≠0°, θ ≠90°, θ ≠180°,
Δηλαδή, τι ρίχνεται λοξά προς την κατεύθυνση του γηπέδου. Σε αυτήν την περίπτωση, αποσυνθέτει την ταχύτητα σε δύο συστατικά:
- συστατικό βΧ, προς : προκαλεί MRU
- συστατικό βγ, κάθετα προς : προκαλεί MCU
Επομένως, η ταυτόχρονη εμφάνιση αυτών των δύο κινήσεων παράγει ένα ομοιόμορφη ελικοειδή κίνηση.
Από τον Domitiano Marques
Αποφοίτησε στη Φυσική
Σχολική ομάδα της Βραζιλίας
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/carga-no-campo-uniforme.htm