Рівномірний польовий заряд. Аналіз поведінки навантаження в рівномірному полі.

Вивчаючи рух електричного заряду, зануреного в однорідне магнітне поле, ми помітимо, що траєкторія описуваний нею буде залежати від кута, що утворюється між швидкістю частинки та магнітним полем, куди вона занурена. Для того, щоб якнайкраще використати дослідження поведінки частинок в рівномірному полі, поділимо наш аналіз на три окремі випадки.

перший випадок: θ = 0º або θ = 180º

Випадок θ = 0º відбувається, коли швидкість має той самий напрямок, що і . Випадок θ = 180º, навпаки, має місце, коли швидкість має протилежний напрямок до . Ми знаємо, що величина магнітної сили задається:

F = | q | .v .B .senθ

Оскільки sin 0º = sin 180º = 0, маємо, що:

- в обох випадках магнітна сила дорівнює нулю. Таким чином, якщо на частинку не діють інші сили, прискорення буде нульовим, і тоді ми матимемо рівномірний і рівномірний рух.

другий випадок: θ = 90º

Коли θ = 90º, вектори перпендикулярні один одному. У цьому випадку модуль магнітної сили задається:

Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)

F = | q | .v .B .senθ,
як sin 90 ° = 1, маємо:
F = | q | .v .B

У цьому випадку ми знаємо, що сила завжди перпендикулярна вектору швидкості. Це не змінює модуль швидкості, а лише напрямок швидкості. Таким чином відбувається рівномірний круговий рух. Як частинка описує a рівномірний круговий рух, ми маємо можливість визначити значення радіуса траєкторії, пройденої частинкою, за таким рівнянням:

З радіуса траєкторії, описаної частинкою, ми можемо обчислити період T руху в інтервалі часу 1 оберту. Рівняння, яке дозволяє зробити розрахунок, є таким:

третій випадок: θ ≠0°, θ ≠90°, θ ≠180°,

Тобто, що кидається косо в напрямку поля. У цьому випадку він розкладає швидкість у двох складових:

- компонент v_х, назустріч : викликає MRU

- компонент v_р, перпендикулярно до : викликає MCU

Отже, одночасність цих двох рухів створює a рівномірний гвинтовий рух.

Доміціано Маркес
Закінчив фізику
Шкільна команда Бразилії

Хотіли б ви посилатися на цей текст у школі чи академічній роботі? Подивіться:

СІЛВА, Доміціано Корреа Маркес да. «Рівномірний польовий заряд»; Бразильська школа. Доступно: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/carga-no-campo-uniforme.htm. Доступ 27 червня 2021 року.