Carica di campo uniforme. Analisi del comportamento del carico in campo uniforme.

Quando studiamo il moto di una carica elettrica immersa in un campo magnetico uniforme, noteremo che la traiettoria da essa descritto dipenderà dall'angolo formato tra la velocità della particella e il campo magnetico in cui è immersa. Per sfruttare al meglio lo studio del comportamento delle particelle in campo uniforme, dividiamo la nostra analisi in tre casi distinti.

primo caso: = 0º o θ = 180º

Il caso θ = 0º si verifica quando la velocità ha la stessa direzione di . Il caso θ = 180º, invece, si verifica quando la velocità ha verso opposto a . Sappiamo che il modulo della forza magnetica è dato da:

F= |q|.v .B .senθ

Poiché sin 0º = sin 180º = 0, abbiamo che:

- in entrambi i casi la forza magnetica è nulla. In tal modo, se non ci sono altre forze che agiscono sulla particella, l'accelerazione sarà nulla, e quindi avremo un moto rettilineo ed uniforme.

secondo caso: θ = 90º

quando θ = 90º, i vettori sono perpendicolari tra loro. In questo caso il modulo della forza magnetica è dato da:

Non fermarti ora... C'è dell'altro dopo la pubblicità ;)

F= |q|.v .B .senθ,
come sin 90°=1, si ha:
F= |q|.v .B

In questo caso sappiamo che la forza è sempre perpendicolare al vettore velocità. Non cambia il modulo di velocità, solo la direzione della velocità. In questo modo si verifica un movimento circolare uniforme. Come la particella descrive a moto circolare uniforme, abbiamo la possibilità di determinare il valore del raggio della traiettoria percorsa dalla particella attraverso la seguente equazione:

Dal raggio della traiettoria descritta dalla particella, possiamo calcolare il periodo T del movimento nell'intervallo di tempo di 1 giro. L'equazione che ci permette di fare il calcolo è la seguente:

terzo caso: θ ≠0°, θ ≠90°, θ ≠180°,

cioè che cosa viene lanciato obliquamente in direzione del campo. In questo caso, decompone la velocità in due componenti:

- componente vX, in direzione : provoca un MRU

- componente v, perpendicolare a : provoca un MCU

Pertanto, la simultaneità di questi due movimenti produce a moto elicoidale uniforme.


di Domitiano Marchesi
Laureato in Fisica
Squadra scolastica brasiliana

Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:

SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Addebito campo uniforme"; Brasile Scuola. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/carga-no-campo-uniforme.htm. Consultato il 27 giugno 2021.

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