Il-Forza ta’ Lorentz
Kamp manjetiku jista’ jimbotta fuq ċarika li tiċċaqlaq, imma biss ’l ġenb — perpendiculari kemm għall-veloċità tagħha kif ukoll għall-kamp nnifsu. Din l-imbotta ’l ġenb qatt ma tgħaġġel iċ-ċarika jew tbattiha; tbiegħel biss it-triq, tbiegħelha f’ċirku jekk il-kamp jibqa’ kostanti.
Il-formula
F = q · v · B
- F — forza (N): l-imbotta manjetika ’l ġenb fuq iċ-ċarika
- q — ċarika (C): il-ammont ta’ ċarika elettrika li jġorr il-partikella
- v — veloċità (m/s): kemm mgħaġġel iċ-ċarika tiċċaqlaq, hawn perpendiculari għall-kamp
- B — kamp manjetiku (T): is-saħħa tal-kamp manjetiku liċ-ċarika tiċċaqlaq minnu
Eżempju maħdum
Partikella mċarikta b’ċarika ta’ 2 coulomb tiċċaqlaq f’3 metri kull sekonda, perpendiculari għal kamp manjetiku ta’ 5 tesla. X’forza iħoss?
- q = 2 C
- v = 3 m/s
- B = 5 T
- F = q · v · B
- F = 2 C · 3 m/s · 5 T
F = 30 N
Itestja lilek innifsek
L-istess ċarika ta’ 2 coulomb issa tiċċaqlaq f’3 metri kull sekonda minn kamp aktar qawwi ta’ 10 tesla. X’hi l-forza fuqha?
- 30 N
- 15 N
- It-tweġiba t-tajba: 60 N
Tajjeb! Id-duplikazzjoni tal-kamp tiddoppja l-forza: 2 C × 3 m/s × 10 T = 60 N.
Ċarika pożittiva tiċċaqlaq lejn il-lemin minn kamp manjetiku jipponta ġo l-ippaġna. Lejn fejn timbotta l-forza manjetika?
- It-tweġiba t-tajba: ’L fuq
- ’L isfel
- ’L quddiem, fid-direzzjoni li diġà qiegħda tiċċaqlaq fiha
Korrett! Bl-użu tar-regola ta’ l-id il-leminija, ċarika pożittiva tiċċaqlaq lejn il-lemin f’kamp jipponta ġo l-ippaġna iħoss forza timbuttaha ’l fuq.
Fejn tara dan
Televixin CRT qadim idawwar il-prodott ta’ l-elettroni tiegħu b’kampi manjetiċi, jpinġi l-iskrin billi jbikk partikelli mċarikta eluf ta’ darbiet kull sekonda. L-awrora tat-Tramuntana hi l-istess fiżika fuq skala planetarja: partikelli mċarikta mix-xemx jispiraw matul il-linji tal-kamp manjetiku ta’ l-art, jitla’ hekk kif jbikku.
Żbalji komuni
Is-sottiltà ewlenija hi li l-forza manjetika ma tagħmel l-ebda xogħol: F = q · v · B timbotta perpendiculari għall-veloċità, għalhekk tista’ tbikk triq imma qatt ma tgħaġġel iċ-ċarika jew tbattiha. Id-direzzjoni ħażina hiż-żball l-ieħor — il-forza hi perpendiculari kemm għall-veloċità kif ukoll għall-kamp (id il-leminija: subgħajk matul il-veloċità, għawduhom lejn il-kamp, s-saba’ l-kbir matul il-forza). Ċarika pożittiva f’3 m/s minn kamp ta’ 10 T iħoss 2 C × 3 m/s × 10 T = 60 N ’l ġenb.
Kif jinqabad
Il-kurrenti joħolqu kampi u l-kampi jimbottaw ċarikelettriċi li jiċċaqalqu — in-naħat tnejn tal-par ta’ feedback ta’ l-elettromanjetiżmu, lezzjoni waħda ’l bogħod. Il-liġi ta’ Faraday, li jmiss, iżżid it-tielet: kamp li jinbidel joħloq voltagġ li jsuq kurrent waħdu. Din l-imbotta ’l ġenb li tippreserva l-veloċità hi għalfejn il-muturi jduru u għalfejn partikelli mċarikta jiġru f’ċrieki fl-aċċeleraturi.