లోరెంజ్ బలం
అయస్కాంత క్షేత్రం కదిలే ఆవేశాన్ని నెట్టగలదు, కానీ పక్కకే — దాని వేగానికీ, క్షేత్రానికీ రెండింటికీ లంబంగా. ఈ పక్క నెట్టడం ఎప్పుడూ ఆవేశాన్ని వేగవంతం చేయదు, నెమ్మదించదు; అది మార్గాన్ని మాత్రమే వంపుతుంది, క్షేత్రం స్థిరంగా ఉంటే దాన్ని వృత్తంగా వంచుతూ.
సూత్రం
F = q · v · B
- F — బలం (N): ఆవేశంపై పక్క నుండి వచ్చే అయస్కాంత నెట్టడం
- q — ఆవేశం (C): కణం మోసుకెళ్ళే విద్యుత్ ఆవేశపు పరిమాణం
- v — వేగం (m/s): ఆవేశం ఎంత వేగంతో కదులుతోంది, ఇక్కడ క్షేత్రానికి లంబంగా
- B — అయస్కాంత క్షేత్రం (T): ఆవేశం ప్రయాణించే అయస్కాంత క్షేత్రపు బలం
సాల్వ్ చేసిన ఉదాహరణ
2 కూలాంబ్ల ఆవేశం గల ఒక ఆవేశిత కణం 3 మీటర్లు పర్ సెకను వేగంతో, 5 టెస్లాల అయస్కాంత క్షేత్రానికి లంబంగా కదులుతోంది. అది ఏ బలాన్ని గ్రహిస్తుంది?
- 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
మీను మీరు పరీక్షించుకోండి
అదే 2 కూలాంబ్ ఆవేశం ఇప్పుడు 3 మీటర్లు పర్ సెకను వేగంతో బలమైన 10 టెస్లాల క్షేత్రం గుండా వెళ్తోంది. దానిపై బలం ఎంత?
- 30 N
- 15 N
- సరైన సమాధానం: 60 N
సరిగ్గా చెప్పారు! క్షేత్రం రెట్టింపు అయితే బలం రెట్టింపు: 2 C × 3 m/s × 10 T = 60 N.
ఒక ధనావేశం కుడి వైపు కదులుతూ, పేజీ లోపలికి చూపే అయస్కాంత క్షేత్రం గుండా వెళ్తోంది. అయస్కాంత బలం దాన్ని ఏ వైపు నెట్టింది?
- సరైన సమాధానం: పైకి
- కిందికి
- ముందుకు, అది ఇప్పటికే కదులుతున్న దిశలోనే
సరైనది! కుడి-చేతి నియమం ప్రకారం, పేజీలోపలికి చూపే క్షేత్రంలో కుడి వైపు కదిలే ధనావేశం పైకి నెట్టే బలాన్ని గ్రహిస్తుంది.
ఇక్కడ ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
పాత CRT టెలివిజన్ తన ఎలక్ట్రాన్ పుంజాన్ని అయస్కాంత క్షేత్రాలతో నడిపి, సెకనుకు వేలసార్లు ఆవేశిత కణాలను వంచి తెరను చిత్రించింది. ఉత్తర దీప్తులు అదే భౌతికశాస్త్రం గ్రహ స్థాయిలో: సూర్యుని నుండి వచ్చే ఆవేశిత కణాలు భూమి అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖల వెంబడి సురులు కడుతూ, వంగినప్పుడు మెరుస్తాయి.
సాధారణ తప్పులు
కీలక సూక్ష్మత — అయస్కాంత బలం పని చేయదు: F = q · v · B వేగానికి లంబంగా నెట్టుతుంది, కాబట్టి అది మార్గాన్ని వంపగలదు గానీ ఆవేశాన్ని ఎప్పుడూ వేగవంతం చేయలేదు, నెమ్మదించలేదు. దిశ తప్పడం రెండో జాప్యం — బలం వేగానికీ క్షేత్రానికీ రెండింటికీ లంబంగా ఉంటుంది (కుడి చేతి: వేణువులు వేగం వైపు, క్షేత్రం వైపు వంచు, బొడిపెడు వేలు బలం వైపు). 3 m/s వేగంతో 10 T క్షేత్రాన్ని దాటే ధనావేశం 2 C × 3 m/s × 10 T = 60 N పక్క బలాన్ని గ్రహిస్తుంది.
ఇది ఎలా అనుసంధానమవుతుంది
ప్రవాహాలు క్షేత్రాలను సృష్టిస్తాయి, క్షేత్రాలు కదిలే ఆవేశాలను నెట్టాయి — విద్యుదయస్కాంతత్వపు ప్రతిక్రియ జతలోని రెండు సగాలు, ఒక పాఠం దూరంలో. తర్వాతి ఫారడే నియమం మూడోదాన్ని కలుపుతుంది: మారుతున్న క్షేత్రం తనంతట అదే ప్రవాహాన్ని నడిపే వోల్టేజ్ను సృష్టిస్తుంది. ఈ పక్క, వేగ-కాపాడే నెట్టడమే మోటార్లు తిరగడానికి, త్వరణకాలాల్లో ఆవేశిత కణాలు వృత్తాలలో పరిగెత్తడానికి కారణం.