Як визначити силу Лоренца.

Дія магнітного поля на провідник зі струмом означає, що магнітне поле впливає на рухомі електричні заряди. Силу, що діє на рухому заряджену частинку з боку магнітного поля, називають силою Лоренца на честь голландського фізика Х. Лоренца
Інструкція
1
Сила - величина векторна, значить можна визначити її числове значення (модуль) і напрям (вектор) .Модуль сили Лоренца (Fл) дорівнює відношенню модуля сили F, що діє на ділянку провідника зі струмом довжиною? L, до числа N заряджених частинок, впорядковано рухомих на цій ділянці провідника: Fл = F/N (формула 1). Внаслідок, нескладних фізичних перетворень, силу F можна представити у вигляді: F = q * n * v * S * l * B * sina (формула 2), де q - заряд рухомої частки, n - концентрація частинок на ділянці провідника, v - швидкість частинки, S-площа поперечного перерізу ділянки провідника, l-довжина ділянки провідника, B - магнітна індукція, sina - синус кута між векторами швидкості і індукції. А кількість рухомих частинок перетворити до виду: N = n * S * l (формула 3). Підставте формули 2 і 3 в формулу 1, скоротіть величини n, S, l, виходить розрахункова формула для сили Лоренца: Fл = q * v * B * sin a. Значить, для вирішення простих завдань на знаходження сили Лоренца, визначте в умові завдання наступні фізичні величини: заряд рухомої частки, її швидкість, індукцію магнітного поля, в якій частка рухається, і кут між швидкістю і індукцією.
2
Перед рішенням завдання переконайтеся, що всі величини виміряні у відповідних один одному або інтернаціональної системі одиницях. Для отримання у відповіді ньютонів (Н - одиниця сили), заряд повинен вимірюватися в кулонах (К), швидкість - в метрах на секунду (м/с), індукція - в теслах (Тл), синус альфа - не вимірюється чісло.Прімер 1 . У магнітному полі, індукція якого 49 мТл, рухається заряджена частка 1 нКл, зі швидкістю 1 м/с. Вектори швидкості і магнітної індукції взаімоперпендікулярних. Рішення. B = 49 мТл = 0,049 Тл, q = 1 нКл = 10 ^ (-9) Кл, v = 1 м/с, sin a = 1, Fл =? Fл = q * v * B * sin a = 0,049 Тл * 10 ^ (-9) Кл * 1 м/с * 1 = 49 * 10 ^ (12).
3
Напрямок сили Лоренца визначається правилом лівої руки. Для його застосування уявіть наступне взаєморозташування трьох перпендикулярних один одному векторів. Розташуйте ліву руку так, щоб вектор магнітної індукції входив в долоню, чотири пальці були спрямовані убік руху позитивної (проти руху негативної) частинки, тоді відігнутий на 90 градусів великий палець вкаже напрям сили Лоренца см малюнок) .Застосовується сила Лоренца в телевізійних трубках моніторів , телевізорів.
Щоб визначити повну енергію руху фізичного тіла або взаємодії елементів механічної системи, потрібно скласти величини кінетичної і потенційної енергії. Відповідно до закону збереження ця сума не змінюється.
Інструкція
1
Енергія - фізична поняття, що характеризує здатність тіл деякою замкнутої системи здійснювати певну роботу. Механічна енергія супроводжує будь-який рух або взаємодія, може передаватися від одного тіла до іншого, виділяючись або поглощаясь. Вона безпосередньо залежить від діючих в системі сил, їх величин і напрямків.
2
Кінетична енергія Екін дорівнює роботі рушійної сили, яка повідомляє прискорення матеріальної точці від стану спокою до придбання певної швидкості. При цьому тіло отримує запас роботи, рівний половині твори маси m на квадрат швидкості v?: Eкін = m • v?/2.
3
Елементи механічної системи не завжди знаходяться в русі, їм властиво також стан спокою. В цей час виникає потенційна енергія. Ця величина залежить не від швидкості руху, а від положення тіла або розташування тіл один щодо одного. Вона прямо пропорційна висоті h, на якій знаходиться тіло над поверхнею землі. Фактично потенційна енергія повідомляється системі силою тяжіння, що виникає між тілами або між тілом і землею: Епот = m • g • h, де g - постійна величина, прискорення вільного падіння.
4
Кінетична і потенційна енергія врівноважують один одного, тому їх сума завжди постійна. Існує закон збереження енергії, згідно з яким повна енергія завжди залишається постійною. Іншими словами, вона не може виникнути з порожнечі або зникнути в нікуди. Щоб визначити повну енергію , слід об'єднати наведені формули: Епол = m • v?/2 + m • g • h = m • (v?/2 + g • h).
5
Класичним прикладом збереження енергії є математичний маятник. Прикладена сила повідомляє роботу, яка змушує маятник розгойдуватися. Поступово потенційна енергія, утворена в поле сили тяжіння, примушує його зменшити амплітуду коливань і, зрештою, зупинитися.