Magnetyzm · zadania
Siła Lorentza — zadania z rozwiązaniami
Siła Lorentza działa na ładunki poruszające się w polu magnetycznym. Te zadania ćwiczą obliczanie jej wartości.
Siła na elektron
Elektron o ładunku 1,6·10⁻¹⁹ C porusza się z prędkością 2·10⁶ m/s prostopadle do pola o indukcji 0,5 T. Oblicz siłę Lorentza.
- Ruch jest prostopadły, więc sin α = 1 i wzór upraszcza się do \( F = q v B \).
- Podstawiamy: \( F = 1{,}6 \cdot 10^{-19} \cdot 2 \cdot 10^{6} \cdot 0{,}5 \).
- Mnożymy: \( 1{,}6 \cdot 2 \cdot 0{,}5 = 1{,}6 \), a wykładniki dają \( 10^{-13} \).
- Wynik: \( F = 1{,}6 \cdot 10^{-13}\ \text{N} \).
Siła Lorentza wynosi 1,6·10⁻¹³ N.
Siła pod kątem
Proton wlatuje w pole 0,2 T z prędkością 10⁵ m/s pod kątem 30° do linii pola. Ładunek protonu to 1,6·10⁻¹⁹ C. Oblicz siłę Lorentza.
- Stosujemy pełny wzór \( F = q v B \sin\alpha \), gdzie sin 30° = 0,5.
- Podstawiamy: \( F = 1{,}6 \cdot 10^{-19} \cdot 10^{5} \cdot 0{,}2 \cdot 0{,}5 \).
- Mnożymy czynniki liczbowe: \( 1{,}6 \cdot 0{,}2 \cdot 0{,}5 = 0{,}16 \).
- Z wykładnikami: \( F = 0{,}16 \cdot 10^{-14} = 1{,}6 \cdot 10^{-15}\ \text{N} \).
Siła Lorentza wynosi 1,6·10⁻¹⁵ N.
Najczęściej zadawane pytania
Czy siła Lorentza działa na nieruchomy ładunek?
Nie. Ładunek musi się poruszać względem pola, bo siła zależy od prędkości. Dla v = 0 siła wynosi zero.
Więcej zadań