قوة لورنتز: حساب وموجهات القوة المغناطيسية لشحنات متحركة ضمن مجالات مغناطيسية

التعليقات · 0 مشاهدات

عندما تتحرك شحنة كهربائية عبر مجال مغناطيسي، فإنها تشهد تأثيراً قوياً يسمى "القوة المغناطيسية"، والتي يمكن تحديد حجمها ووجهتها وفقاً لقانون لورنتز. هذ

عندما تتحرك شحنة كهربائية عبر مجال مغناطيسي، فإنها تشهد تأثيراً قوياً يسمى "القوة المغناطيسية"، والتي يمكن تحديد حجمها ووجهتها وفقاً لقانون لورنتز. هذا القانون يعبر عنه بالصيغة التالية:

F = qvBsinalpha

حيث F هي القوة المغناطيسية، وq هي الشحنة الكهربائية، v هي سرعة الحركة بالنسبة للمجال المغناطيسي B، alpha هو الزاوية بين اتجاه السرعة والتوجه المغناطيسي. دعونا نستعرض مثالان توضيحيين لتوضيح هذه الفكرة:

المثال الأول:

إذا كانت الشحنة ذات zhena قدرها 0.01 تسلا، وكانت سرعة الحركة 7x10^6 متر لكل ثانية، وزاوية الميل بين الاتجاهين 90 درجة (أي أنها عمودية تماماً)، بإمكاننا استخدام قانون لورنتز لحساب القوة المغناطيسية:

F = qvBsin(alpha)

= (3×10^(-6)) × (7×10^(6)) × (0.01) × sin(90)

≈ 0.21 نيوتن

وفقاً لقاعدة اليد اليمنى، ستكون نتيجة هذا التأثير المغناطيسي باتجاه أعلى محور y موجه.

المثال الثاني:

في ظل نفس الظروف ولكن بزاوية مختلفة - حيث تكون سرعتان متوازيتان لكنهما متعارضان - عند وجود زاوية ميل 180 درجة، سيتم الحصول على نتائج مختلفة. هنا، لن تنشأ قوة مغناطيسية لأن العوامل سينα وسinα سوف تعطي صفر عندما تكون الزوايا قائمة أو مقابلة مباشرة. بالتالي فقط إذا كان هناك تغيير محتمل ما تجاه أحد الجوانبين؛ إما الميل أو القطبية المشتركة لكليهما، فإنه سيحدث تأثير ملحوظ للقوة المغناطيسية.

التعليقات