Εάν ένα δεύτερο σωματίδιο με το ίδιο ηλεκτρικό φορτίο, αλλά δέκα φορές με την μαζική ταχύτητα πεδίου, τι είναι η περίοδος;

Ρωτάτε για την περίοδο κίνησης ενός φορτισμένου σωματιδίου σε ένα μαγνητικό πεδίο. Ακολουθεί μια κατανομή του τρόπου προσέγγισης αυτού του προβλήματος και των παραγόντων που επηρεάζουν την περίοδο:

Κατανόηση των εννοιών

* Φορτισμένο σωματίδιο σε μαγνητικό πεδίο: Όταν ένα φορτισμένο σωματίδιο κινείται μέσα από ένα μαγνητικό πεδίο, βιώνει μια δύναμη κάθετη τόσο στην ταχύτητα όσο και στην κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου. Αυτή η δύναμη αναγκάζει το σωματίδιο να μετακινείται σε κυκλική διαδρομή.

* Περίοδος κυκλικής κίνησης: Η περίοδος μιας κυκλικής κίνησης είναι ο χρόνος που χρειάζεται για ένα σωματίδιο για να ολοκληρώσει μια πλήρη επανάσταση.

Ο τύπος

Η περίοδος ενός φορτισμένου σωματιδίου που κινείται σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο δίνεται από:

`` `

T =(2πm) / (QB)

`` `

Οπου:

* t είναι η περίοδος

* m Είναι η μάζα του σωματιδίου

* q είναι το μέγεθος του φορτίου του σωματιδίου

* b είναι η δύναμη του μαγνητικού πεδίου

Ανάλυση της αλλαγής

Στο σενάριό σας, αλλάζουμε μόνο τη μάζα του σωματιδίου (αυξάνοντας το δέκα φορές). Ας δούμε πώς αυτό επηρεάζει την περίοδο:

* Άμεση αναλογικότητα: Παρατηρήστε ότι η περίοδος (t) είναι άμεσα ανάλογη με τη μάζα (m). Αυτό σημαίνει ότι εάν αυξήσετε τη μάζα, η περίοδος θα αυξηθεί επίσης αναλογικά.

Συμπέρασμα

Εάν ένα δεύτερο σωματίδιο με το ίδιο ηλεκτρικό φορτίο, αλλά δέκα φορές η μάζα εισέρχεται στο πεδίο με την ίδια ταχύτητα, η περίοδος της κυκλικής κίνησης του θα είναι δέκα φορές μεγαλύτερη από το αρχικό σωματίδιο.

Σημαντική σημείωση: Αυτή η ανάλυση προϋποθέτει ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο. Εάν το πεδίο δεν είναι ομοιόμορφο, η κίνηση γίνεται πιο περίπλοκη και η περίοδος δεν θα υπολογιστεί εύκολα.