Hvad er størrelsen af ​​kraft, der virker på elektron på grund af dets interaktion med Jorden og Acirc 128 153S magnetisk felt?

Forståelse af fysik

* lorentz Force: Kraften på en ladet partikel, der bevæger sig i et magnetfelt, gives af Lorentz Force Law:

* f =q (v x b)

* F =kraft (i Newton)

* Q =ladning af partiklen (i Coulombs)

* V =hastighed af partiklen (i meter pr. Sekund)

* B =magnetfeltstyrke (i Teslas)

* x =krydsprodukt (hvilket resulterer i en vektor vinkelret på både V og B)

* Jordens magnetfelt: Jordens magnetfelt er omtrent et dipolfelt med en styrke på ca. 50 mikrotesla (µt) på jordoverfladen.

udfordringen

Problemet er, at du ikke har leveret elektronens hastighed. Kraften på elektronet afhænger direkte af, hvor hurtigt det bevæger sig i forhold til magnetfeltet.

Eksempel beregning

Lad os antage, at elektronet bevæger sig med en hastighed på 1,0 x 10^7 meter i sekundet (en typisk hastighed for elektroner i mange situationer).

1. ladning af en elektron: Q =-1.602 x 10^-19 Coulombs

2. Magnetfeltstyrke: B =50 µt =50 x 10^-6 tesla

3. Hastighed af elektron: v =1,0 x 10^7 m/s

4. Beregn kraften (forudsat at hastigheden er vinkelret på magnetfeltet):

* F =q (v x b) =qvb (da krydsproduktet forenkler til multiplikation, når v og b er vinkelret)

* F =(-1,602 x 10^-19 C) (1,0 x 10^7 m/s) (50 x 10^-6 t)

* F =-8,01 x 10^-17 Newton

vigtige noter

* kraftretning: Retningen af ​​styrken bestemmes af højre regel (eller venstre regel, hvis ladningen er negativ).

* hastighed: Kraften er nul, hvis elektronens hastighed er parallel med magnetfeltet.

* KOMPLEKTITET FREM: Jordens magnetfelt er ikke ensartet. Det varierer i styrke og retning afhængigt af placering.

Fortæl mig, hvis du har elektronens hastighed, og jeg kan give en mere præcis beregning!