Symulacja interaktywna
Ruch naładowanej cząstki w skrzyżowanych polach
Symulacja pozwoli Ci na badanie ruchu naładowanej dodatnio cząstki w skrzyżowanych polach elektrycznym i magnetycznym. Wektor prędkości początkowej cząstki leży w płaszczyźnie XY. Siła elektryczna działa na nią w dodatnim kierunku osi X. Siła magnetyczna (zawsze prostopadła zarówno do wektora indukcji magnetycznej, jak i prędkości) działa na cząstkę w ujemnym kierunku osi X. Ruch odbywa się więc wyłącznie w płaszczyźnie XY.
W symulacji można zmieniać wartość indukcji magnetycznej B, natężenia pola elektrycznego E oraz obie składowe prędkości początkowej cząstki, w kierunkach X i Y. Po ustawieniu tych parametrów, postaraj się najpierw przewidzieć tor ruchu cząstki, a potem uruchomić symulację, by zweryfikować swoją hipotezę.
Uwaga: Praca z symulacją jest wygodniejsza po przełączeniu na widok pełnoekranowy. Zawsze po zmianie parametrów kliknij na przycisk RESET.
Dobierz takie parametry początkowe, by ruch naładowanej cząstki był prostoliniowy. Sprawdź, czy spełniają one warunek wyprowadzony w części „Warto przeczytać”.
Opis symulacji
W oknie symulacji widoczny jest dwuwymiarowy układ współrzędnych. Oś pozioma jest podpisana jako x, oś pionowa jako y. Widoczne są dodatnie i ujemne wartości osi x i tylko dodatnie wartości osi y. Pod osią x znajduje się linia pola elektrycznego zaznaczona poziomą strzałką biegnącą od lewej do prawej strony obrazka i podpisana wielką literą E. Nad literą E znajduje się mała pozioma strzałka skierowana w prawo będąca oznaczeniem wektora. W lewej górnej części układu współrzędnych znajduje się przedstawienie jednej linii pola magnetycznego. Linia pola magnetycznego jest przedstawiona w postaci koła z krzyżykiem wpisanym wewnątrz. Koło jest opisane wielką literą B. Pod układem współrzędnych znajdują się przyciski oznaczone START, STOP I RESET. Po lewej stronie układu znajdują się cztery paski ustawione w dwa rzędy po dwa. W górnym rzędzie, za pomocą lewego paska można ustalić wartość natężenia pola elektrycznego (w woltach na metr), a za pomocą prawego paska – wartość indukcji magnetycznej (w teslach). Natężenie pola oznaczone jest wielką literą E, indukcja magnetyczna wielką literą B. W dolnym rzędzie, za pomocą lewego paska można ustalić wartość pionowej prędkości cząstki, a za pomocą prawego – wartość prędkości poziomej. Obie prędkości są wyrażone w metrach na sekundę i są oznaczone małą literą v, z indeksem dolnym x lub y, w zależności od składowej. Po wyborze wartości prędkości w początku układu współrzędnych pojawia się strzałka pokazująca kierunek i długość wektora. Po wyborze wszystkich parametrów i wciśnięciu przycisku START rysowany jest tor ruchu cząstki. Animację można zatrzymać za pomocą przycisku STOP. Za pomocą przycisku RESET można wyczyścić okno animacji.
Gdyby prędkość początkowa cząstki była równa zeru, to czy pozostawałaby ona w spoczynku, czy poruszałaby się?