B 2Tk. Παράδειγμα 1.2.1

Σχετικά έγγραφα
d E dt Σχήμα 3.4. (α) Σχηματικό διάγραμμα απλού εναλλάκτη, όπου ένας αγώγιμος βρόχος περιστρέφεται μέσα

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΠΕΔΙΑ ΚΑΙ ΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ

1.Η δύναμη μεταξύ δύο φορτίων έχει μέτρο 120 N. Αν η απόσταση των φορτίων διπλασιαστεί, το μέτρο της δύναμης θα γίνει:

Ασκήσεις 6 ου Κεφαλαίου

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ

Μαγνητικό Πεδίο. Ζαχαριάδου Αικατερίνη Γενικό Τμήμα Φυσικής, Χημείας & Τεχνολογίας Υλικών Τομέας Φυσικής ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

8η Εργασία στο Μάθημα Γενική Φυσική ΙΙΙ - Τμήμα Τ1 Ασκήσεις 8 ου Κεφαλαίου

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΘΕΜΑ 1 2 Ι =Ι. ομοιόμορφα στη διατομή του αγωγού θα ισχύει: = 2. Επομένως Β = μbοb r / 2παP P, για r α. I π r r

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

Κεφάλαιο 27 Μαγνητισµός. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΦΟΡΤΙΩΝ ΣΕ Ο.Μ.Π. 1. Στο σχήμα δίνονται δύο ομογενή μαγνητικά πεδία με εντάσεις μέτρων Β 2 =2Β 1

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ. Η F m είναι δύναμη εξαρτώμενη από την ταχύτητα

Η αρνητική φορά του άξονα z είναι προς τη σελίδα. Για να βρούμε το μέτρο του Β χρησιμοποιούμε την Εξ. (2.3). Στο σημείο Ρ 1 ισχύει

Μελέτη της επίδρασης ενός μαγνητικού πεδίου στην κίνηση των ηλεκτρονίων. Μέτρηση του μαγνητικού πεδίου της γης.

Ασκήσεις 7 ου Κεφαλαίου

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ (ΚΕΦ 27) Μαγνητικές δυνάμεις

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ

ΦΥΕ14 - ΕΡΓΑΣΙΑ 6 Προθεσμία αποστολής: 4/7/2006

1. Νόμος του Faraday Ορισμός της μαγνητικής ροής στην γενική περίπτωση τυχαίου μαγνητικού πεδίου και επιφάνειας:

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Andre-Marie Ampère Γάλλος φυσικός Ανακάλυψε τον ηλεκτροµαγνητισµό. Ασχολήθηκε και µε τα µαθηµατικά.

Φυσική για Μηχανικούς

Γ ΚΥΚΛΟΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΤΙΚΩΝ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΩΝ ΣΥΓΧΡΟΝΟ Προτεινόμενα Θέματα Β Λυκείου Μάρτιος Φυσική ΘΕΜΑ A

Μαγνητισμός μαγνητικό πεδίο

Μαγνητικό Πεδίο. Ζαχαριάδου Αικατερίνη Γενικό Τμήμα Φυσικής, Χημείας & Τεχνολογίας Υλικών Τομέας Φυσικής ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ

Προτεινόμενο Διαγώνισμα Φυσικής B Λυκείου Γενικής Παιδείας

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΥΤΙΚΗ ΚΑΣΕΤΘΤΝΗ Μ Α Θ Η Μ Α : Ε Π Ω Ν Τ Μ Ο :... Ο Ν Ο Μ Α :... Σελίδα 1 από 5 Ε Π Ι Μ Ε Λ Ε Ι Α Θ Ε Μ Α Σ Ω Ν : ΜΠΑΡΛΙΚΑ ΩΣΗΡΗ

ÁÎÉÁ ÅÊÐÁÉÄÅÕÔÉÊÏÓ ÏÌÉËÏÓ

8. ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ. Φυσική ΙΙ Δ. Κουζούδης. Πρόβλημα 8.6.


ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Για τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθµό της ερώτησης και το γράµµα που αντιστοιχεί στην σωστή απάντηση

. Για τα δύο σωµατίδια Α και Β ισχύει: q Α q, Α, q Β - q, Β 4 και u Α u Β u. Τα δύο σωµατίδια εισέρχονται στο οµογενές µαγνητικό πεδίο, µε ταχύτητες κ

ΦΥΕ14, Εργασιά 6 η Ημερομηνία παράδοσης 28/6/2010

Μαγνητικό Πεδίο. Ιωάννης Γκιάλας 4 Απριλίου 2014

ΔΙΑΚΡΟΤΗΜΑ - Τα Καλύτερα Φροντιστήρια της Πόλης!

Φυσική ΙΙ (Ηλεκτρομαγνητισμός Οπτική)

Λύση: Η δύναμη σε ρευματοφόρο αγωγό δίνεται από την

Physics by Chris Simopoulos

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ ΙΟ. Παράδειγµα: Κίνηση φορτισµένου σωµατιδίου µέσα σε µαγνητικό πεδίο. z B. m υ MAΓΝΗTIKΟ ΠΕ ΙΟ

ΕΙΔΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟΥ (Λόγος e/m e )

ΑΣΚΗΣΗ 11. Προσδιορισμός του πηλίκου του φορτίου προς τη μάζα ενός ηλεκτρονίου

2 Η ΠΡΟΟΔΟΣ. Ενδεικτικές λύσεις κάποιων προβλημάτων. Τα νούμερα στις ασκήσεις είναι ΤΥΧΑΙΑ και ΟΧΙ αυτά της εξέταση

Φυσική ΙΙΙ. Ενότητα 3: Επαγωγή. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ΦΥΕ 14 5η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση ( Οι ασκήσεις είναι βαθμολογικά ισοδύναμες) Άσκηση 1 : Aσκηση 2 :

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ. Ενότητα 5: Μαγνητικά πεδία. Αν. Καθηγητής Πουλάκης Νικόλαος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε.

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ. Ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο γεννά ηλεκτρικό ρεύμα

B' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÅÐÉËÏÃÇ

Μαγνητικά φαινόµενα: Σύντοµη ιστορική αναδροµή

1η Εργασία στο Μάθημα Γενική Φυσική ΙΙΙ - Τμήμα Τ1. Λύσεις Ασκήσεων 1 ου Κεφαλαίου

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ-ΒΑΣΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ

Φυσική για Μηχανικούς

Πεδία δυνάμεων. Ηλεκτρισμός και μαγνητισμός διαφορετικές όψεις του ίδιου φαινομένου του ηλεκτρομαγνητισμού. Ενοποίηση των δύο πεδίων μετά το 1819.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Β. Θέµα 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Ηλεκτρομαγνητισμός. Ηλεκτρικό πεδίο νόμος Gauss. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

Φυσική Θετικών Σπουδών Γ τάξη Ενιαίου Λυκείου 2 0 Κεφάλαιο

ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙΙ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕ ΙΟ

Περι-Φυσικής. Θέµα Α. 5ο ιαγώνισµα - Επαναληπτικό ΙΙ. Ονοµατεπώνυµο: Βαθµολογία % Οµάδα Γ. (α) τη δύναµη που ασκείται στο υπόθεµα.

ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΟΥ ΕΙΔΙΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ ( e / m ) ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟΥ

Μαγνητικά Πεδία σε Σύγχρονες Μηχανές. 3.1 Μαγνητικά πεδία σε μηχανές με ομοιόμορφο διάκενο.

5 σειρά ασκήσεων. 1. Να υπολογισθεί το μαγνητικό πεδίο που δημιουργεί ευθύγραμμος αγωγός με άπειρο μήκος, που διαρρέεται από ρεύμα σταθερής έντασης.

ΦΥΕ 14 6η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση ( Οι ασκήσεις είναι ϐαθµολογικά ισοδύναµες)

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

Physics by Chris Simopoulos

ΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ & ΠΕΔΙΑ

Β ΛΥΚΕΙΟΥ - ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ 23/4/2009

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ

ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ

Ο µαθητής που έχει µελετήσει το κεφάλαιο της κίνησης φορτίου σε οµογενές µαγνητικό πεδίο πρέπει να γνωρίζει:

Θέµατα Φυσικής Θετικής Κατεύθυνσης Β Λυκείου 1999 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Ενημέρωση. Η διδασκαλία του μαθήματος, όλες οι ασκήσεις προέρχονται από το βιβλίο: «Πανεπιστημιακή

Αρχή λειτουργίας στοιχειώδους γεννήτριας εναλλασσόμενου ρεύματος

1. Μετάπτωση Larmor (γενικά)

E = P t = IAt = Iπr 2 t = J (1)

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π Β Λ-Γ Λ ΧΡΗΣΤΟΣ ΚΑΡΑΒΟΚΥΡΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΤΖΑΓΚΑΡΑΚΗΣ

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΕΥΤΕΡΑ 18 ΙΟΥΝΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ: ΦΥΣΙΚΗ

ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΛΑΙΟΤΕΡΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

Προηγμένες Υπηρεσίες Τηλεκπαίδευσης στο Τ.Ε.Ι. Σερρών

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙ ΕΣ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2011

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Β. B β) Είναι TA = 9

ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ. 1. Β.2 Ο ωροδείκτης και ο λεπτοδείκτης ξεκινούν μαζί στις 12:00.

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ-ΙΟΥΝΙΟΣ 2011

ΕΡΓΑΣΙΑ 6. Ημερομηνία Παράδοσης: 29/6/09

L 1 L 2 L 3. y 1. Α.Σ.ΠΑΙ.Τ.Ε. / ΤΜΗΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΤΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΥΠΟΔΟΜΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2012 ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ Ι Καθηγητής Σιδερής Ε.

πάχος 0 πλάτος 2a μήκος

Φυσική για Μηχανικούς

Μαγνητισμός. Ενότητα 2. Ηλεκτρισμός & Μαγνητισμός

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ

Όσο χρονικό διάστηµα είχε τον µαγνήτη ακίνητο απέναντι από το πηνίο δεν παρατήρησε τίποτα.

Εργαστηριακή Άσκηση 14 Μέτρηση του λόγου e/m του ηλεκτρονίου.

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ GAUSS

Πηγές μαγνητικού πεδίου Νόμος Ampere. Ιωάννης Γκιάλας 21 Μαίου 2014

Εφαρμογές Νόμος Gauss, Ηλεκτρικά πεδία. Ιωάννης Γκιάλας 7 Μαρτίου 2014

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 29 ΜΑΪOY 2015 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Transcript:

Παράδειγμα 1..1 Μία δέσμη πρωτονίων κινείται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο μέτρου,0 Τ, που έχει την κατεύθυνση του άξονα των θετικών z, (Σχ. 1.4). Τα πρωτόνια έχουν ταχύτητα με μέτρο 3,0 10 5 m / s και κινούνται στο επίπεδο xz σε κατεύθυνση που σχηματίζει γωνία 30 ο με τον άξονα των θετικών z. Να υπολογιστεί η δύναμη που ασκείται πάνω σε ένα πρωτόνιο (για το q = 1,6 10-19. Λύση : Ο κανόνας του δεξιού χεριού δείχνει ότι η κατεύθυνση της δύναμης είναι αυτή των αρνητικών y. Το μέτρο της δύναμης υπολογίζεται από την εξ. (1.1). Έτσι έχουμε: F q u B sin (1,6 10 4,8 10 19 14 (3,0 10 N 5 m / s) (T ) sin 30 Χρησιμοποιώντας την εξ. (1.) έχουμε : 5 u ( 310 m / s )[(sin 30 )i (cos 30 )k ] B Tk F q u B (, 19 5 5 1 6 10 C ) ( 310 m / s )[(sin 30 )i (cos 30 )k ] ( T )k ( 4, 810 N ) j (Επειδή i k j και k k 0 ) Αν η δέσμη αποτελείται από ηλεκτρόνια αντί από πρωτόνια, το φορτίο είναι αρνητικό (- q = 1,6 10-19 και η κατεύθυνση της δύναμης αντιστρέφεται, έτσι θα έχει το ίδιο μέτρο αλλά η φορά της θα είναι αυτή των θετικών y. Παράδειγμα 1.. Ομογενές μαγνητικό πεδίο, επαγωγής Β έχει οριζόντια διεύθυνση και φορά από νότο προς βορά, το μέτρο του είναι 1,5 weber / m. Αν πρωτόνιο με ενέργεια 5,0 MeV κινείται κατακόρυφα προς τα κάτω μέσα στο πεδίο, ποια δύναμη ασκείται πάνω του; Λύση : Η κινητική ενέργεια του πρωτονίου είναι K (5,0 10 6 ev ) (1,6 10 19 j / ev ) 8,0 10 Η ταχύτητά του μπορεί να βρεθεί από τον τύπο της κινητικής ενέργειας Κ=m u / ή 13 j

13 10 j 3,1 10 m s K 8,0 7 u / 7 m 1,7 10 Kgr Η δύναμη είναι F q u B sin (1,6 10 19 (3,1 10 7 m/ s) (1,5 weber / m ) sin90 7,4 10 1 N Η κατεύθυνση της δύναμης με βάση τη εξ. (1.) είναι προς την ανατολή. Παράδειγμα 1..3 Ένα ηλεκτρικό πεδίο έντασης Ε και ένα μαγνητικό πεδίο έντασης Β είναι κάθετα μεταξύ τους. Τα δυο πεδία επιδρούν ταυτόχρονα σε φορτίο q που κινείται ευθύγραμμα και κάθετα στα Ε και Β. Να υπολογιστεί η ταχύτητα του φορτίου. Λύση Έστω ότι το ηλεκτρικό πεδίο είναι στον άξονα y, το μαγνητικό πεδίο στον άξονα z και το φορτίο q κινείται ευθύγραμμα στον άξονα x.στο φορτίο q ασκείται η ηλεκτρική δύναμη: Fe = qε = qεyˆ και η μαγνητική δύναμη: F m = qu Β = quxˆ Βzˆ = quβxˆ zˆ = quβ yˆ Επειδή το φορτίο κινείται ευθύγραμμα και οι δυνάμεις που ασκούνται σε αυτό είναι κάθετες στη διεύθυνση κίνησης, ισχύει: ΣFy = 0 F e = F m qε = quβ u=e / B Παράδειγμα 1.3.1. Το Σχ. 1.6 δείχνει μια επίπεδη επιφάνεια με εμβαδόν 3,0 cm μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο. Αν η μαγνητική ροή μέσα από την επιφάνεια είναι 0,90 mwb, υπολογίστε το μέτρο του μαγνητικού πεδίου, και βρείτε την κατεύθυνση του διανύσματος της επιφάνειας.

Λύση : Επειδή τα Β και φ είναι τα ίδια σε κάθε σημείο της επιφάνειας, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την B B Acos. Το εμβαδόν Α είναι 3,0 10 - m, η κατεύθυνση του Α είναι κάθετη στην επιφάνεια και επομένως η φ είναι ίση με 60 ο ή 10 ο. Αλλά τα Φ Β, Β και Α είναι όλα θετικά, οπότε και το cosφ πρέπει να είναι θετικό. Αυτό αποκλείει τη λύση φ = 10 ο και επομένως φ = 60 ο, οπότε βρίσκουμε ότι: 3 B 0,9010 Wb B 6, 0T Acos (3,0 10 m ) (cos 60) Το διάνυσμα της επιφάνειας είναι κάθετο στην επιφάνεια και προς την κατεύθυνση που δείχνει το Σχ. 1.6. Σχήμα 1.6. (α) Μία επίπεδη επιφάνεια Α μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο Β. (β) Η γωνία φ θα μπορούσε να είναι είτε 180 ο (30 ο + 90 ο ) = 60 ο, είτε 180 ο 60 ο = 10 ο. Το διάνυσμα Α της επιφάνειας σχηματίζει γωνία 60 ο με το Β. Παράδειγμα 1.4.1. Ηλεκτρόνιο 10eV περιστρέφεται σε επίπεδο κάθετο προς ένα ομογενές πεδίο μαγνητικής επαγωγή 1,0 10-4 weber / m (=1 gauss). α) Ποια η ακτίνα της τροχιάς; Η κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου είναι K (10eV ) (1,6 10 Η ταχύτητά του μπορεί να βρεθεί από τον τύπο 19 j / ev ) 1,6 10 18 18 10 j 1,9 10 m s K 1,6 6 u / 31 m 9,1 10 Kgr j

Άρα 31 6 m u (9,1 10 Kgr) (1,9 10 m / s) R 0,11m 11cm 19 4 q B (1,6 10 (1,0 10 weber / m ) β) Ποια είναι η συχνότητα κύκλοτρου; έχουμε 19 4 q B (1,6 10 (1,0 10 weber / m ) 31 m (9,1 10 Kgr) 6,8 10 s 1 γ) Ποια η περίοδος περιστροφής Τ; 1 T 3,6 10 6 1,8 10 s 1 7 Έτσι ένα ηλεκτρόνιο χρειάζεται 0,36μs για να κάνει μια πλήρη περιστροφή σε ένα πεδίο 1,0 gauss. δ) Ποια είναι η φορά περιστροφής καθώς τη βλέπει παρατηρητής που παρατηρεί κατά τη φορά του πεδίου; Το πρόβλημα που περιγράφεται στο παράδειγμα αυτό είναι ίδιο με αυτό που φαίνεται στο Σχ. (1.7) με τη διαφορά ότι τώρα το φορτίο είναι αρνητικό. Για το λόγω αυτό η ταχύτητα u θα έχει αντίθετη φορά από αυτή του σχήματος και επομένως το ηλεκτρόνιο θα κινείται δεξιόστροφα. s Παράδειγμα 1.4.. Ένα σωμάτιο έχει μάζα 3,34 x 10-7 kg και φορτίο q=1,60x10-19 C. Το σωμάτιο κινείται σε κυκλική τροχιά με ταχύτητα v=0x10 5 m/s μέσα σε μαγνητικό πεδίο μέτρου 1,5 Τ. (α) Βρείτε την ακτίνα της κυκλικής τροχιάς του σωματίου. (β) Βρείτε το χρόνο που απαιτείται για να διανύσει μισό κύκλο. (γ) Μέσα από ποια διαφορά δυναμικού θα πρέπει να επιταχυνθεί το σωμάτιο για να αποκτήσει την ταχύτητα αυτή; Αγνοείστε την επίδραση του βαρυτικού πεδίου. Λύση α) Το σωμάτιο κινείται σε κυκλική τροχιά λόγω της δύναμης Lorentz η οποία παίζει το ρόλο της κεντρομόλου δυνάμεως. Επομένως έχουμε 7 5 m u (3,3410 Kgr) (010 m / s) R 0, 08m 19 q B (1,6 10 (1,5 T)

β) Ο χρόνος είναι ίσος με το μισό της περιόδου. Η περίοδος είναι Επομένως t = 44 ns γ) Λόγω του δυναμικού το σωμάτιο θα αποκτήσει κινητική ενέργεια 7 10 1 mu 3,3410 Kg 40010 m / s mu qv V 41, 6KV 19 q 1,6 10 C 1,5 T Παράδειγμα 1.4.3. R 3,14 0,08m T 88ns 5 010 m / s

Παράδειγμα 1.5.1. Ένας ευθύγραμμος οριζόντιος χάλκινος αγωγός διαρρέεται από ρεύμα 50,0 Α με φορά από τη Δύση προς την Ανατολή, στην περιοχή ανάμεσα στους πόλους ενός μεγάλου ηλεκτρομαγνήτη, όπου υπάρχει ένα οριζόντιο μαγνητικό πεδίο προς τα βορειοανατολικά με μέτρο 1,0 Τ, όπως φαίνεται στο Σχ. 1.15. Να βρεθεί το μέτρο και η κατεύθυνση της δύναμης πάνω σε ένα τμήμα της ράβδου μήκους 1 m. Λύση. Η γωνία φ που σχηματίζουν οι κατευθύνσεις του ρεύματος και του πεδίου είναι 45 ο, έχουμε F Il B F I l B sin (50,0A) (1,0 m) (1,0T ) (sin 45) F 4,4N Η κατεύθυνση της δύναμης είναι κάθετη στο επίπεδο του ρεύματος και του πεδίου, δηλαδή στο οριζόντιο επίπεδο. Έτσι, η δύναμη πρέπει να είναι κατακόρυφη ενώ ο κανόνας του δεξιού χεριού δείχνει ότι πρέπει να είναι κατακόρυφη και προς τα πάνω. Εναλλακτικά, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα σύστημα συντεταγμένων με τον άξονα x προς τα ανατολικά, τον άξονα y προς βορά και τον άξονα z προς τα πάνω. Τότε έχουμε: l (1m ) i, B (1, T) cos 45i sin 45 j, F I l B (50A) (1m ) i (1, T) cos 45 i sin 45 j 4,4N k Σχήμα 1.15. Κάτοψη της χάλκινης ράβδου.

Παράδειγμα 1.5.. Στο Σχ. 1.16, το μαγνητικό πεδίο Β είναι ομογενές και κάθετο στο επίπεδο του σχήματος, προς τα έξω. Ένας αγωγός αποτελείται από ένα ευθύγραμμο τμήμα μήκους L, κάθετο στο επίπεδο του σχήματος, που βρίσκεται στα δεξιά (μικρός κύκλος) και μέσα στο οποίο το ρεύμα έχει φορά αντίθετη του Β. Στη συνέχεια ο αγωγός έχει σχήμα ημικυκλικό ακτίνας R και συνεχίζεται σε ένα ευθύγραμμα τμήμα μήκους L που είναι παράλληλο με τον άξονα x, όπως φαίνεται. Ο αγωγός διαρέεται από ρεύμα Ι. Να υπολογιστεί η ολική μαγνητική δύναμη πάνω στα τρία αυτά τμήματα του σύρματος. Σχήμα 1.16. Ποια είναι η ολική μαγνητική δύναμη πάνω στον αγωγό; Λύση. Στo τμήμα στα δεξιά του σχήματος το οποίο είναι κάθετο στο επίπεδο δεν ασκείται δύναμη, γιατί είναι αντιπαράλληλο προς το Β και L B = 0 ή φ = 180 ο και sin φ = 0. Για το ευθύγραμμα τμήμα στα αριστερά, το L έχει φορά προς τα αριστερά και είναι κάθετο στο Β. Το μέτρο της δύναμης είναι απλώς F = B I L και η κατεύθυνσή της είναι προς τα πάνω (προς τα +y στο σχήμα). Στο ημικυκλικό τμήμα θεωρήσαμε ένα στοιχειώδες τμήμα dl με μήκος dl = R dθ, σε γωνία θ. Η κατεύθυνση του dl B είναι ακτινική, από το κέντρο προς τα έξω. Επειδή τα dl και B είναι κάθετα, το μέτρο της δύναμης df είναι df= Ι dl B και έτσι έχουμε df= Ι (R dθ) B. Οι συνιστώσες της δύναμης df πάνω στο τμήμα dl είναι df x IRd Bcos df y IR d B sin

Για να βρούμε τις συνιστώσες της ολικής δύναμης ολοκληρώνουμε αυτές τις εκφράσεις, μεταβάλλοντας την θ από 0 έως π, για να συμπεριλάβουμε όλο το ημικύκλιο, έτσι έχουμε: df x I R B 0 cos d 0 df y I R B sind I R B 0 Από τη συμμετρία, θα μπορούσαμε να είχαμε προβλέψει ότι η F x θα ήταν ίση με μηδέν. Στο δεξιό μισό του ημικυκλίου η συνιστώσα x έχει κατεύθυνση προς τα + x, ενώ στο αριστερό προς τα x με αποτέλεσμα να αλληλοαναιρούνται. Η συνολική δύναμη είναι ίση με το άθροισμα των επιμέρους συνιστωσών έτσι έχουμε : F y IB L R F IB ή L Rj Παράδειγμα 1.6.1. Ροπή πάνω σε κυκλικό πηνίο. Ένα κυκλικό πηνίο από σύρμα ακτίνας 0,05 m, αποτελείται από 30 σπείρες και βρίσκεται σε οριζόντιο επίπεδο (Σχ. 1.17). Διαρέεται από ρεύμα 5,00 Α με φορά αντίθετη αυτής των δεικτών του ρολογιού, όταν βλέπουμε από πάνω. Το πηνίο βρίσκεται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο που έχει κατεύθυνση προς τα δεξιά και μέτρο 1,0 Τ. Να υπολογιστεί η μαγνητική ροπή του πηνίου και η ροπή που ασκείται πάνω του από το πεδίο. Σχήμα 1.17. Ένα κυκλικό πηνίο από σύρμα που διαρέεται από ρεύμα, μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο. Λύση. Το εμβαδόν του πηνίου είναι A r 3 0,0500m 7,8510 m

Η μαγνητική ροπή της κάθε σπείρας του πηνίου είναι I A 3 5,00A 7,8510 m 3,9310 A m και η ολική μαγνητική ροπή και των 30 σπειρών είναι NI A 30 3,9310 A m 1,18Am Η γωνία φ ανάμεσα στην κατεύθυνση του Β και της κάθετης στο επίπεδο του πηνίου είναι 90 ο. Από την εξ. (1.18), η ροπή πάνω σε κάθε σπείρα του πηνίου είναι I B Asin και η ολική ροπή είναι Ή εναλλακτικά 3 5,00A 1, T 7,8510 m sin90 0,0471N m 30 0,0471N m 1, N m 41 1,18Am 1, T sin90 1, N m B sin 41 Η ροπή τείνει να μετακινήσει το δεξιό μέρος του πηνίου προς τα κάτω και το αριστερό προς τα πάνω, περιστρέφοντας το πηνίο σε μια θέση στην οποία η κάθετη στο επίπεδο του πηνίου είναι παράλληλη προς το Β (τα διανύσματα μ και Β θα είναι τότε παράλληλα και ομόρροπα).