Lorentzi jõud: liikuv laeng magnetväljas

1 · Ennusta

Laetud osake liigub läbi ühtlase magnetvälja piirkonna. Kas magnetjõud temast sõltub osakese kiirusest või ainult välja tugevusest?

• Jõud sõltub ainult välja tugevusest, mitte kiirusest.
• Magnetjõud ei sõltu kummastki suurusest lihtsal viisil.
• Jõud sõltub nii välja tugevusest kui osakese kiirusest — kiiremad osakesed tunnevad tugevamat magnetjõudu.

2 · Seadista

1. Ava qv-cross-b eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Väljapiirkonnal on fikseeritud Bz = 0,12 T; testlaeng on q = 3×10⁻¹⁰ C.
2. Lülita sisse testlaengul jõu suuruse näit.
3. Sea iga katse jaoks testlaengu kiiruse komponendid ja kirjuta üles jõu suurus.

3 · Kogu andmeid

Joonista jõu suurus F (y-telg) kiiruse |v| = √(v_x² + v_y²) (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks.

4 · Analüüsi

1. Arvuta ühes katses |F| = |q|·|B|·|v|, kasutades q = 3×10⁻¹⁰ C, B = 0.12 T, |v| = √(v_x² + v_y²). Võrdle tabeliga.
2. Selgita, miks magnetjõu suurus sõltub osakese kogukiirusest |v|, mitte tema kiiruse suunast — kuigi jõu suund sõltub küll sellest, kuhu poole ta liigub.

5 · Laienda

1. Magnetjõud on alati kiirusega risti (F = qv×B), seega ta saab muuta osakese suunda, aga mitte kunagi tema kiirust. Selgita, miks magnetväli üksi ei saa laetud osakest kunagi kiirendada ega aeglustada, ainult tüürida.
2. Laetud osake, kes liigub ühtlasesse magnetvälja risti, liigub ringis, sest magnetjõud osutab alati ringi keskpunkti. Selgita F = qvB abil, miks kiirem osake samas väljas kirjutab suurema ringi.

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte