Inzicht in de fysica

* Lorentz Force: De kracht op een geladen deeltje dat in een magnetisch veld beweegt, wordt gegeven door de Lorentz Force Law:

* f =q (v x b)

* F =Force (in Newton)

* q =lading van het deeltje (in coulombs)

* V =snelheid van het deeltje (in meters per seconde)

* B =magnetische veldsterkte (in Teslas)

* x =kruisproduct (wat resulteert in een vector loodrecht op zowel V als B)

* Het magnetische veld van de aarde: Het magnetische veld van de aarde is ongeveer een dipoolveld, met een sterkte van ongeveer 50 microtesla (µT) aan het aardoppervlak.

De uitdaging

Het probleem is dat u de snelheid van het elektron niet hebt verstrekt. De kracht op het elektron hangt direct af van hoe snel het beweegt ten opzichte van het magnetische veld.

Voorbeeldberekening

Laten we aannemen dat het elektron beweegt met een snelheid van 1,0 x 10^7 meter per seconde (een typische snelheid voor elektronen in veel situaties).

1. Lading van een elektron: Q =-1.602 x 10^-19 Coulombs

2. Magnetische veldsterkte: B =50 µT =50 x 10^-6 Tesla

3. elektronsnelheid: v =1,0 x 10^7 m/s

4. Bereken de kracht (ervan uitgaande dat de snelheid loodrecht staat op het magnetische veld):

* F =q (v x b) =qvb (omdat het kruisproduct vereenvoudigt tot vermenigvuldiging wanneer v en b loodrecht zijn)

* 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 Newtons

belangrijke opmerkingen

* Richting van kracht: De richting van de kracht wordt bepaald door de rechterregel (of de linkerregel als de lading negatief is).

* snelheid: De kracht is nul als de snelheid van het elektron parallel is aan het magnetische veld.

* Complexiteit uit de echte wereld: Het magnetische veld van de aarde is niet uniform. Het varieert in sterkte en richting, afhankelijk van de locatie.

Laat het me weten als je de snelheid van het elektron hebt en ik kan een nauwkeuriger berekening bieden!