Πώς ξέρετε ότι μια δύναμη είναι αρνητική ή θετική σε σχέση με το μαγνητικό πεδίο;

Στο πλαίσιο των μαγνητικών πεδίων και των δυνάμεων, το σημάδι μιας δύναμης (αρνητικής ή θετικής) εξαρτάται από την κατεύθυνση της δύναμης σε σχέση με το μαγνητικό πεδίο και το φορτίο του σωματιδίου που βιώνει τη δύναμη. Ακολουθούν τα βασικά σημεία που πρέπει να λάβετε υπόψη:

Δύναμη σε θετική χρέωση:

Για ένα θετικό φορτίο που κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο, η κατεύθυνση της μαγνητικής δύναμης καθορίζεται από τον κανόνα δεξιού. Εάν ο αντίχειρας των δεξιών σας σημείων προς την κατεύθυνση της ταχύτητας του θετικού φορτίου και τα δάχτυλά σας στρέφονται προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου, τότε η παλάμη σας θα δείξει προς την κατεύθυνση της μαγνητικής δύναμης.

- Εάν η μαγνητική δύναμη δείχνει προς την ίδια κατεύθυνση με την ταχύτητα του θετικού φορτίου, η δύναμη θεωρείται θετική.

- Εάν η μαγνητική δύναμη δείχνει προς την αντίθετη κατεύθυνση προς την ταχύτητα του θετικού φορτίου, η δύναμη θεωρείται αρνητική.

Δύναμη σε αρνητική χρέωση:

Για ένα αρνητικό φορτίο που κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο, η κατεύθυνση της μαγνητικής δύναμης καθορίζεται επίσης από τον κανόνα δεξιού, αλλά με αντιστροφή. Σε αυτή την περίπτωση, εάν ο αντίχειρας των δεξιών σας σημείων προς την κατεύθυνση της ταχύτητας του αρνητικού φορτίου, τα δάχτυλά σας θα καμπυλώσουν προς την αντίθετη κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου και η παλάμη σας θα δείξει προς την κατεύθυνση της μαγνητικής δύναμης.

- Εάν η μαγνητική δύναμη δείχνει προς την αντίθετη κατεύθυνση προς την ταχύτητα του αρνητικού φορτίου, η δύναμη θεωρείται θετική.

- Εάν η μαγνητική δύναμη δείχνει προς την ίδια κατεύθυνση με την ταχύτητα του αρνητικού φορτίου, η δύναμη θεωρείται αρνητική.

Lorentz Force:

Η μαγνητική δύναμη σε ένα φορτισμένο σωματίδιο περιγράφεται μαθηματικά από την εξίσωση Lorentz Force:

$$ \ mathbf {f} =q (\ mathbf {e} + \ mathbf {v} \ times \ mathbf {b}) $$

όπου:

- \ (\ mathbf {f} \) είναι η καθαρή δύναμη στο σωματίδιο.

- \ (Q \) είναι το ηλεκτρικό φορτίο του σωματιδίου (θετικό ή αρνητικό).

- \ (\ mathbf {e} \) είναι το ηλεκτρικό διάνυσμα πεδίου.

- \ (\ mathbf {v} \) είναι ο φορέας ταχύτητας του σωματιδίου.

- \ (\ mathbf {b} \) είναι ο διάνυσμα μαγνητικού πεδίου.

Το σταυρό προϊόν \ (\ mathbf {v} \ times \ mathbf {b} \) είναι ένας φορέας που είναι κάθετος και στους δύο \ (\ mathbf {v} \) και \ (\ mathbf {b} \). Η κατεύθυνση του σταυροειδούς προϊόντος καθορίζεται από τον κανόνα του δεξιού.

Αναλύοντας τις κατευθύνσεις του \ (\ mathbf {v} \), \ (\ mathbf {b} \) και το σταυρό προϊόν \ (\ mathbf {v} \ times \ mathbf {b} \), μπορείτε να προσδιορίσετε την κατεύθυνση της μαγνητικής δύναμης στο φορτισμένο σωματίδιο και αν είναι θετικό ή αρνητικό.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το σημάδι της δύναμης είναι ζωτικής σημασίας όταν εξετάζουμε την κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων σε μαγνητικά πεδία, καθώς επηρεάζει την τροχιά και τη συμπεριφορά των σωματιδίων στο πεδίο.