Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe weet je dat een kracht negatief of positief is in relatie tot het magnetische veld?

In de context van magnetische velden en krachten hangt het teken van een kracht (negatief of positief) af van de richting van de kracht ten opzichte van het magnetische veld en de lading van het deeltje dat de kracht ervaart. Dit zijn de belangrijkste punten waarmee u rekening moet houden:

Forceer een positieve lading:

Voor een positieve lading die in een magnetisch veld beweegt, wordt de richting van de magnetische kracht bepaald door de rechterhandregel. Als de duim van uw rechterhand in de richting van de snelheid van de positieve lading wijst, en uw vingers krullen in de richting van het magnetische veld, dan wijst uw handpalm in de richting van de magnetische kracht.

- Als de magnetische kracht in dezelfde richting wijst als de snelheid van de positieve lading, wordt de kracht als positief beschouwd.

- Als de magnetische kracht in de tegenovergestelde richting wijst van de snelheid van de positieve lading, wordt de kracht als negatief beschouwd.

Forceer een negatieve lading:

Voor een negatieve lading die zich in een magnetisch veld beweegt, wordt de richting van de magnetische kracht ook bepaald door de rechterhandregel, maar dan met een omkering. Als in dit geval de duim van uw rechterhand in de richting van de snelheid van de negatieve lading wijst, krullen uw vingers in de tegenovergestelde richting van het magnetische veld en wijst uw handpalm in de richting van de magnetische kracht.

- Als de magnetische kracht in de tegenovergestelde richting wijst van de snelheid van de negatieve lading, wordt de kracht als positief beschouwd.

- Als de magnetische kracht in dezelfde richting wijst als de snelheid van de negatieve lading, wordt de kracht als negatief beschouwd.

Lorentzkracht:

De magnetische kracht op een geladen deeltje wordt wiskundig beschreven door de Lorentz-krachtvergelijking:

$$ \mathbf{F} =q(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B}) $$

waar:

- \(\mathbf{F}\) is de netto kracht op het deeltje.

- \(q\) is de elektrische lading van het deeltje (positief of negatief).

- \(\mathbf{E}\) is de elektrische veldvector.

- \(\mathbf{v}\) is de snelheidsvector van het deeltje.

- \(\mathbf{B}\) is de magnetische veldvector.

Het kruisproduct \(\mathbf{v} \times \mathbf{B}\) is een vector die loodrecht staat op zowel \(\mathbf{v}\) als \(\mathbf{B}\). De richting van het kruisproduct wordt bepaald door de rechterhandregel.

Door de richtingen van \(\mathbf{v}\), \(\mathbf{B}\) en het kruisproduct \(\mathbf{v} \times \mathbf{B}\) te analyseren, kun je de richting van de magnetische kracht op het geladen deeltje en of deze positief of negatief is.

Het is belangrijk op te merken dat het teken van de kracht cruciaal is bij het beoordelen van de beweging van geladen deeltjes in magnetische velden, omdat dit het traject en het gedrag van de deeltjes in het veld beïnvloedt.