Sprawdź się
Pokaż ćwiczenia:
Ćwiczenie 1
Ćwiczenie 2
Ćwiczenie 3
Ćwiczenie 4
Ćwiczenie 5
Ćwiczenie 6
Ćwiczenie 7
Ćwiczenie 8
Zastanów się, jaki jest kierunek i zwrot wektora prędkość cząstki w chwili początkowej i w którą stronę zakrzywia się jej tor. Kierunek zakrzywienia toru pokrywa się z kierunkiem siły Lorentza.
W skrajnym, lewym położeniu cząstki jej prędkość jest skierowana do góry (w płaszczyźnie rysunku). Siła Lorentza skierowana jest prostopadle do wektora prędkości, do środka spirali. Kierunki wektorów są zgodne z regułą lewej dłoni, co oznacza, że cząstka jest naładowana ujemnie.
Zastosuj regułę śruby prawoskrętnej.
Rozstrzygnięcie: proton czy elektron, polega a ustaleniu znaku cząstki. Siła działa do środka półokręgu, a więc cząstka ma ładunek dodatni - jest protonem.
a) Zastosuj wzór na wartość siły Lorentza. Pamiętaj o tym, że: .
b) Wykorzystaj fakt, że siła Lorentza jest siłą dośrodkową. Pamiętaj o tym, że: .
a) gdzie jest ładunkiem protonu, a jest kątem między wektorem prędkości cząstki i wektorem indukcji.
b) , jako że siła Lorentza jest siłą dośrodkową. Stąd
Zwróć uwagę, że promienie krzywizn toru podczas przechodzenia przez obszary pól magnetycznych nie są takie same. Siła Lorentza jest siłą dośrodkową.
Promień krzywizny toru w obszarze pierwszego pola magnetycznego jest mniejszy niż w obszarze drugiego pola.
Jako że siła Lorentza jest siłą dośrodkową, piszemy: . Stąd . Wielkości e,m, v nie zmieniają się (siła Lorentza nie wykonuje pracy, czyli nie zmienia prędkości cząstki), skąd wnioskujemy, że promień krzywizny r jest zależny od wartości indukcji B. Im jest większa wartość wektora indukcji, tym mniejszy promień krzywizny toru.