Elektromagnetismus
Náboj v poli B
Posouvej rychlost zkušebního náboje — v odečtech se objeví magnetická síla F = qv×B.
Náboj v poli B — interaktivní simulace Elektromagnetismus. Posouvej rychlost zkušebního náboje — v odečtech se objeví magnetická síla F = qv×B. Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.
Magnetická síla
Posouvej rychlost zkušebního náboje — v odečtech se objeví magnetická síla F = qv×B.
Zkušební náboj q pohybující se rychlostí v v homogenním B pocítí magnetickou sílu F_B = q(v×B), kolmou na v i B. Předvolba používá homogenní oblast B (ne drát s proudem), takže působí jen Lorentzova síla. Žluté šipky F_E a fialové F_B oddělují elektrickou a magnetickou část; celkem F = F_E + F_B. Stiskni Spustit a uvidíš pohyb podél v.
- F = qv×B
- F ⊥ v and B
Souhrn zkoumání
Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř
Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.
Hlavní otázka
Nabitá částice se pohybuje oblastí homogenního magnetického pole. Závisí magnetická síla na ní na rychlosti částice, nebo jen na intenzitě pole?
Predikce k zvážení
- Síla závisí jen na intenzitě pole, ne na rychlosti.
- Magnetická síla na žádnou z veličin jednoduchým způsobem nezávisí.
- Síla závisí na intenzitě pole i na rychlosti částice — rychlejší částice cítí silnější magnetickou sílu.
Role proměnných
Co nastavuješ:
- Složka rychlosti x v_x (m/s)
- Složka rychlosti y v_y (m/s)
Co měříš:
- Velikost síly F (µN)
Jak zkoumání probíhá
- Otevři předvolbu qv-cross-b a stiskni Resetovat. Oblast pole má pevné Bz = 0.12 T; zkušební náboj je q = 3×10⁻¹⁰ C.
- Zapni odečet velikosti síly na zkušebním náboji.
- Nastav složky rychlosti zkušebního náboje pro každý pokus a zapiš velikost síly.
Řídící rovnice
Lorentzova síla (magnetická) — F_B = q·v×B
Náboj q pohybující se rychlostí v magnetickým polem B pocítí sílu F = qv×B, kolmou na rychlost i pole. Její velikost je |F| = |q||v||B|, když je v kolmé na B.
Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat
- Pro jeden pokus spočti |F| = |q|·|B|·|v| s q = 3×10⁻¹⁰ C, B = 0.12 T, |v| = √(v_x² + v_y²). Porovnej s tabulkou.
- Vysvětli, proč velikost magnetické síly závisí na celkové rychlosti částice |v|, ne na směru její rychlosti — i když směr síly na směru pohybu závisí.
Kde se to objevuje mimo laboratoř
- Magnetická síla je vždy kolmá na rychlost (F = qv×B), takže může měnit směr částice, ale nikdy její rychlost. Vysvětli, proč samotné magnetické pole nemůže nabitou částici nikdy zrychlit ani zpomalit, jen ji řídit.
- Nabitá částice letící kolmo na homogenní magnetické pole putuje po kružnici, protože magnetická síla vždy míří ke středu kružnice. Vysvětli pomocí F = qvB, proč rychlejší částice ve stejném poli kreslí větší kružnici.
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 12: Magnetic Fields and Electromagnetism
- IB Physics — D.3 Motion in electromagnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Vítej v qv×B
- Vyber zkušební náboj
- Stiskni Spustit
- Síla na pohybující se náboj
- Otevři panel Vlastnosti
- Povedlo se!
Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.
Otevřít interaktivní laboratoř →