______________________________________________________________________________________

• אוגדן
• תשובה סופית
• אסטרטגיה
• פתרון מלא
• שימו לב

...

המטען הוא שלילי , בהתאם לכלל יד שמאל עם יד ימין.

כלל יד שמאל על המטען כאשר הוא נכנס לאזור 4.

נמצא את סימן המטען בהתאם לכיוון הכוח הפועל עליו בכניסתו לאזור 4.

כיוון ווקטור השדה המגנטי הוא החוצה, כיוון ווקטור המהירות ימינה וכיוון וקטור הכוח המגנטי פועל לכיוון נקודת מרכז הסיבוב.

נוסיף לאיור את וקטור המהירות ואת ווקטור הכוח :

כיוון שלושת הווקטורים מתאים לכלל יש שמאל עם יד ימין , לכן המטען הנע הוא מטען שלילי.

כיוון ווקטור השדה המגנטי הוא החוצה, כיוון ווקטור המהירות ימינה וכיוון וקטור הכוח המגנטי פועל לכיוון נקודת מרכז הסיבוב.

נוסיף לאיור את וקטור המהירות ואת ווקטור הכוח :

כיוון שלושת הווקטורים מתאים לכלל יש שמאל עם יד ימין , לכן המטען הנע הוא מטען שלילי.

1. כדאי לסמן את הווקטורים על השדה המגנטי , ורק אח"כ להשתמש בכלל יד שמאל. 

    כך יותר קל למצוא את התשובה הנכונה , ולהיות יותר בטוחים בה.

2. יש ללמוד על סימן המטען מתנועת המטען באזור 4 , מכיוון שכיוון השדה המגנטי נתון רק באזור זה. 

    אפשר להשתמש בכלל יד שמאל  לכל נקודה בה המטען נע , נוח להשתמש בכלל יש שמאל ברגע הכניסה או היציאה מהאזור.

3. את כיוון הכוח המגנטי יש לקבוע בהתאם לצורת המסלול, הכוח המגנטי הוא הכוח הצנטריפאלי 

    הפועל לכיוון נקודת מרכז הסיבוב. באיור הבא מסומנת נקודת מרכז הסיבוב ו- ווקטור הכוח המגנטי.

4. בשימוש בכלל יד שמאל אין צורך, לתאר את כיווני האצבעות, מספיק לנמק באופן כללי "בהתאם לכלל יד שמאל".

    כך יותר קל למצוא את התשובה הנכונה , ולהיות יותר בטוחים בה.

2. יש ללמוד על סימן המטען מתנועת המטען באזור 4 , מכיוון שכיוון השדה המגנטי נתון רק באזור זה. 

    אפשר להשתמש בכלל יד שמאל  לכל נקודה בה המטען נע , נוח להשתמש בכלל יש שמאל ברגע הכניסה או היציאה מהאזור.

3. את כיוון הכוח המגנטי יש לקבוע בהתאם לצורת המסלול, הכוח המגנטי הוא הכוח הצנטריפאלי 

    הפועל לכיוון נקודת מרכז הסיבוב. באיור הבא מסומנת נקודת מרכז הסיבוב ו- ווקטור הכוח המגנטי.

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

• אוגדן
• תשובה סופית
• אסטרטגיה
• פתרון מלא
• שימו לב

...

אזור 1 - כיוון השדה החוצה.

אזור 2- כיוון השדה פנימה.

אזור 3- כיוון השדה פנימה.

אזור 2- כיוון השדה פנימה.

אזור 3- כיוון השדה פנימה.

מציאת כיוון השדה המגנטי בכל אזור בהתאם לכיוון השדה באזור 4 , ובהתאם לצורת המסלול.

בהתאם לצורת מסלול המטען, במעבר המטען מאזור 3 לאזור 4 כיוון הכוח מתהפך, לכן כיוון השדה המגנטי באזור 3 הפוך לכיוון השדה המגנטי באזור 4 .

כיוון השדה המגנטי באזור 4 הוא החוצה, מכאן שכיוון השדה המגנטי באזור 3 הוא פנימה.

באזור 2 הכוח הצנטריפטלי פונה לאותה נקודה כמו באזור 3. לכן, כיוון השדה המגנטי באזור 2 הוא גם פנימה.

כיוון הכוח המגנטי הפועל על המטען באזור 1 רגע לפני כניסתו לאזור 2 הפוך לכיוון הכוח המגנטי באזור 2 ,

לכן כיוון השדה המגנטי באזור 1 הפוך לכיוון השדה המגנטי באזור 2. כיוון השדה המגנטי באזור 1 הוא החוצה. 

נוסיף את כיווני השדות המגנטיים לכל אחד מהאזורים באיור:

כיוון השדה המגנטי באזור 4 הוא החוצה, מכאן שכיוון השדה המגנטי באזור 3 הוא פנימה.

באזור 2 הכוח הצנטריפטלי פונה לאותה נקודה כמו באזור 3. לכן, כיוון השדה המגנטי באזור 2 הוא גם פנימה.

כיוון הכוח המגנטי הפועל על המטען באזור 1 רגע לפני כניסתו לאזור 2 הפוך לכיוון הכוח המגנטי באזור 2 ,

לכן כיוון השדה המגנטי באזור 1 הפוך לכיוון השדה המגנטי באזור 2. כיוון השדה המגנטי באזור 1 הוא החוצה. 

נוסיף את כיווני השדות המגנטיים לכל אחד מהאזורים באיור:

1. לאחר קביעת כיווני השדה בשלושת האזורים, חשוב לבדוק אם הקביעה נכונה בכל אזור בעזרת כלל יד שמאל.

2. באזור 1 ובאזור 4 השדות המגנטיים פועלים בכיוון זהה כלפי מעלה. למרות שנקודת מרכז הסיבוב בכל אזור היא שונה.  

    השוני נובע מכך שהמטען לא נע ברציפות מאזור 1 לאזור 4 . 

2. באזור 1 ובאזור 4 השדות המגנטיים פועלים בכיוון זה כלפי מעלה. למרות שנקודת מרכז הסיבוב בכל אזור היא שונה.  

    השוני נובע מכך שהמטען לא נע ברציפות מאזור 1 לאזור 4 . 

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

• אוגדן
• תשובה סופית
• אסטרטגיה
• פתרון מלא
• שימו לב

...

 

ביטוי המטען ממשוואת התנועה.

הכוח היחיד הפועל על המטען הוא הכוח המגנטי, נערוך תרשים כוחות לרגע כניסת המטען לאזור 4:  

נכתוב את משוואת התנועה המעגלית .

המטען נע בניצב לשדה המגנטי, . נבטא ממשוואת התנועה את המטען q :

המטען הוא שלילי , לכן:  

הכוח היחיד הפועל על המטען הוא הכוח המגנטי, נערוך תרשים כוחות לרגע כניסת המטען לאזור 4:  

נכתוב את משוואת התנועה המעגלית ,ונבטא ממנה את המטען.

נשתמש 

ממשוואת התנועה מתקבל גודל המטען , סימן המטען הוא שלילי . חשוב לציין זאת בתשובה.

בהתאם לעקרונות הפיזיקליים ניתן להוסיף סימן מינוס לתשובה, גם כאשר מתמטית התשובה היא חיובית.

בהתאם לעקרונות הפיזיקליים ניתן להוסיף סימן מינוס לתשובה, גם כאשר מתמטית התשובה היא חיובית.

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

• אוגדן
• תשובה סופית
• אסטרטגיה
• פתרון מלא
• שימו לב

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

• אוגדן
• תשובה סופית
• אסטרטגיה
• פתרון מלא
• שימו לב

...

 

פיתוח ביטוי זמן המחזור ממשוואת התנועה.

מרגע כניסת המטען לאזור 1  בנקודה P ועד לצאתו מאזור 4  בנקודה Q , המטען נע בארבעה רבעי מחזור . 

זמן תנועת המטען מנקודה P לנקודה Q הוא זמן מחזור שלם.

נפתח את ביטוי זמן המחזור ממשוואת התנועה:

הכדור נע במישור הניצב לשדה המגנטי לכן  , נבטא את זמן המחזור ממשוואת התנועה הצנטריפטאלית.

נבטא את המהירות הקווית בתלות במהירות הזוויתית:

         

נציב את נתוני חלקיק א' והשדה המגנטי . ונמצא את זמן המחזור:

לכן, זמן תנועת המטען הוא   שניות.

זמן תנועת המטען מנקודה P לנקודה Q הוא זמן מחזור שלם.

נפתח את ביטוי זמן המחזור ממשוואת התנועה:

הכדור נע במישור הניצב לשדה המגנטי לכן  , נבטא את זמן המחזור ממשוואת התנועה הצנטריפטאלית.

נבטא את המהירות הקווית בתלות במהירות הזוויתית:

         

נציב את נתוני חלקיק א' והשדה המגנטי . ונמצא את זמן המחזור:

לכן, זמן תנועת המטען הוא   שניות.

1. זמן תנועת חלקיק א' בתוך השדה המגנטי הוא מאוד קטן. במחשבה ראשונה התשובה נראית לא נכונה.

    במחשבה שנייה, מהירות החלקיק היא 3.6 מיליון מטר לשנייה והמרחקים מאוד קטנים לכן זמן המחזור מאוד קטן.

2. ניתן למצוא את זמן המחזור מעקרונות התנועה המעגלית:

    במחשבה שנייה, מהירות החלקיק היא 3.6 מיליון מטר לשנייה והמרחקים מאוד קטנים לכן זמן המחזור מאוד קטן.

2. ניתן למצוא את זמן המחזור מעקרונות התנועה המעגלית:

______________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________

• אוגדן
• תשובה סופית
• אסטרטגיה
• פתרון מלא
• שימו לב

...

חלקיק ג' ינוע לאורך המסלול, בהתאם לכלל יד שמאל.

כלל יד שמאל.

נוסיף לתרשים את ווקטור המהירות ואת ווקטור הכוח המגנטי כאשר חלקיק נכנס בנקודה Q והוא נע באותו מסלול בכיוון ההפוך.

בהתאם לכיווני ווקטורי המהירות, הכוח המגנטי והשדה המגנטי . כדי שהחלקיק ינוע לאורך המסלול, מכלל יד שמאל עם יד שמאל

צריך להיות חיובי. 

בסעיף א' מצאנו שמטען חלקיק א' הוא שלילי.

בהתאם לנאמר בשאלה לחלקיק ב' יש מטען זהה לחלקיק א', לחלקיק ג' יש מטען מנוגד למטען חלקיק א' .

כדי שהחלקיק הטעון ינוע לאורך המסלול מטענו צריך להיות חיובי , לכן החלקיק שינוע לאורך המסלול הוא חלקיק ג'. 

בהתאם לכיווני ווקטורי המהירות, הכוח המגנטי והשדה המגנטי . כדי שהחלקיק ינוע לאורך המסלול, מכלל יד שמאל עם יד שמאל

צריך להיות חיובי. 

בסעיף א' מצאנו שמטען חלקיק א' הוא שלילי.

בהתאם לנאמר בשאלה לחלקיק ב' יש מטען זהה לחלקיק א', לחלקיק ג' יש מטען מנוגד למטען חלקיק א' .

כדי שהחלקיק הטעון ינוע לאורך המסלול מטענו צריך להיות חיובי , לכן החלקיק שינוע לאורך המסלול הוא חלקיק ג'. 

1. בשאלה יש הרבה מלל , יש שלושה מטענים, ב' דומה ל א' , ג' שונה.  צריך להבין מה בדיוק השאלה במילים פשוטות. 

    השאלה היא מה צריך להיות הסימן של מטען כדי שהוא יוכל לנוע באותו מסלול בכיוון ההפוך.

2.  ניתן להשתמש בכלל יד שמאל עבור שני המטענים הנכנסים לשדה ב'- שלילי. ג' - חיובי , ולראות מי מהם ינוע לאורך המסלול.

3. כאשר חלקיק נע בכיוון ההפוך כיוון המהירות משתנה כדי שכיוון הכוח לא ישתנה ,יש לשנות את סימן המטען.

    השאלה היא מה צריך להיות הסימן של מטען כדי שהוא יוכל לנוע באותו מסלול בכיוון ההפוך.

2.  ניתן להשתמש בכלל יד שמאל עבור שני המטענים הנכנסים לשדה ב'- שלילי. ג' - חיובי , ולראות מי מהם ינוע לאורך המסלול.

3. כאשר חלקיק נע בכיוון ההפוך כיוון המהירות משתנה כדי שכיוון הכוח לא ישתנה ,יש לשנות את סימן המטען.

______________________________________________________________________________________