פרקטיקות שדה מגנטי

8. ג.2

מקרה א' - אלקטרון נע בכיוון השדה המגנטי:


המטען נע בכיוון השדה המגנטי, הזווית בין כיוון השדה לכיוון התנועה היא אפס.

נחשב את גודל הכוח המגנטי הפועל על האלקטרון בעזרת ביטוי הכוח המגנטי:

נתייחס לערך המוחלט של מטען האלקטרון.

begin mathsize 20px style bold F bold equals bold B bold times bold q bold times bold V bold times bold sin bold left parenthesis bold alpha bold right parenthesis bold equals bold 1 bold times begin bold style stretchy vertical line negative 1.6 times 10 to the power of negative 19 end exponent stretchy vertical line end style bold times bold 10 to the power of bold 6 bold times bold sin bold left parenthesis bold 0 bold right parenthesis bold equals bold 0 end style

לכן , כאשר האלקטרון נע בכיוון השדה המגנטי לא פועל כוח מגנטי על האלקטרון.



מקרה ב' - אלקטרון נע בכיוון הנגדי לכיוון השדה המגנטי:


האלקטרון נע בכיוון השדה המגנטי, הזווית בין כיוון השדה לכיוון התנועה היא 180 מעלות.

נחשב את גודל הכוח המגנטי הפועל על האלקטרון  בעזרת ביטוי הכוח המגנטי:

begin mathsize 20px style bold F bold equals bold B bold times bold q bold times bold V bold times bold sin bold left parenthesis bold alpha bold right parenthesis bold equals bold 1 bold times begin bold style stretchy vertical line negative 1.6 times 10 to the power of negative 19 end exponent stretchy vertical line end style bold times bold 10 to the power of bold 6 bold times bold sin bold left parenthesis bold 180 bold right parenthesis bold equals bold 0 end style

לכן , כאשר מטען נע בכיוון השדה לא פועל כוח מגנטי על המטען.


מקרה ג' - אלקטרון נע בכיוון הניצב לכיוון השדה המגנטי:


האלקטרון נע בכיוון ניצב לשדה המגנטי, הזווית בין כיוון השדה לכיוון התנועה היא 90 מעלות.

נחשב את גודל הכוח המגנטי הפועל על האלקטרון בעזרת ביטוי הכוח המגנטי:

begin mathsize 20px style bold F bold equals bold B bold times bold q bold times bold V bold times bold sin bold left parenthesis bold alpha bold right parenthesis bold equals bold 1 bold times begin bold style stretchy vertical line negative 1.6 times 10 to the power of negative 19 end exponent stretchy vertical line end style bold times bold 10 to the power of bold 6 bold times bold sin bold left parenthesis bold 90 bold right parenthesis bold equals bold 1 bold. bold 6 bold times bold 10 to the power of bold minus bold 13 end exponent bold N end style

למציאת כיוון הכוח המגנטי נשתמש בכלל יד שמאל עם יד ימין (כיוון שהמטען הוא שלילי)  ,אם נמקם את האצבע בכיוון השדה המגנטי את האמה בכיוון וקטור המהירות , נקבל שכיוון האגודל הוא החוצה מהדף, לכן כיוון הכוח המגנטי הוא החוצה מהדף.


מקרה ד' - אלקטרון  נע בזווית שגודלה 30 מעלות ביחס לכיוון השדה המגנטי:

                                                                         

נחשב את גודל הכוח המגנטי הפועל על האלקטרון  בעזרת ביטוי הכוח המגנטי:

                                                          begin mathsize 20px style bold F bold equals bold B bold times bold q bold times bold V bold times bold sin bold left parenthesis bold alpha bold right parenthesis bold equals bold 1 bold times begin bold style stretchy vertical line negative 1.6 times 10 to the power of negative 19 end exponent stretchy vertical line end style bold times bold 10 to the power of bold 6 bold times bold sin bold left parenthesis bold 30 bold right parenthesis bold equals bold 0 bold. bold 8 bold times bold 10 to the power of bold minus bold 13 end exponent bold N end style

מכלל יד שמאל עם יד ימין, אם נמקם את האצבע בכיוון השדה המגנטי את האמה בכיוון וקטור המהירות , נקבל שכיוון האגודל הוא אל מחוץ מהדף, לכן כיוון הכוח המגנטי הוא החוצה מהדף.


הכוח המגנטי פועל בניצב לוקטור השדה המגנטי ולווקטור המהירות, ניתן לומר שהכוח המגנטי פועל בניצב למישור בו נמצאים וקטור המהירות ווקטור השדה המגנטי. וקטור המהירות במקרה זה ובמקרה ג' פועלים באותו מישור , לכן כיוון הכוח המגנטי לא משתנה.