Lorsque nous étudions le mouvement d'une charge électrique immergée dans un champ magnétique uniforme, nous remarquons que la trajectoire décrit par elle dépendra de l'angle formé entre la vitesse de la particule et le champ magnétique où elle est immergée. Afin de tirer le meilleur parti de l'étude du comportement des particules dans le champ uniforme, divisons notre analyse en trois cas distincts.
premier cas: = 0º ou = 180º
Le cas = 0º se produit lorsque la vitesse a la même direction que . Le cas θ = 180º, d'autre part, se produit lorsque la vitesse a la direction opposée à . On sait que l'amplitude de la force magnétique est donnée par :
F= |q|.v .B .senθ
Puisque sin 0º = sin 180º = 0, nous avons ceci :
- dans les deux cas la force magnétique est nulle. De cette manière, s'il n'y a pas d'autres forces agissant sur la particule, l'accélération sera nulle, et alors nous aurons un mouvement rectiligne et uniforme.
deuxième cas: θ = 90º
Lorsque θ = 90º, les vecteurs sont perpendiculaires les uns aux autres. Dans ce cas, le module de la force magnétique est donné par :
F= |q|.v .B .senθ,
comme sin 90°=1, on a :
F= |q|.v .B
Dans ce cas, nous savons que la force est toujours perpendiculaire au vecteur vitesse. Il ne modifie pas le module de vitesse, seulement la direction de la vitesse. De cette façon, un mouvement circulaire uniforme se produit. Comment la particule décrit un Mouvement circulaire uniforme, on a la possibilité de déterminer la valeur du rayon de la trajectoire parcourue par la particule grâce à l'équation suivante :
A partir du rayon de la trajectoire décrite par la particule, on peut calculer la période T du mouvement dans l'intervalle de temps de 1 tour. L'équation qui nous permet de faire le calcul est la suivante :
troisième cas: θ ≠0°, θ ≠90°, θ ≠180°,
C'est à dire, quelle est projeté obliquement par rapport à la direction du champ. Dans ce cas, il décompose la vitesse en deux volets :
- composant vX, envers : provoque une MRU
- composant voui, perpendiculaire à : provoque un MCU
Par conséquent, la simultanéité de ces deux mouvements produit un mouvement hélicoïdal uniforme.
Par Domitiano Marques
Diplômé en Physique
Équipe scolaire du Brésil
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/carga-no-campo-uniforme.htm