LORENTZ STIIL: mateeria, helid, valemid, näidisprobleemid
Laadimine...
Lorentzi jõu valem on kaasatud füüsikatundide arutelusse. Lihtsamalt öeldes arvutab see valem elektrivoolust tuleneva jõu väärtuse ristlõikepinnal. Kas olete kunagi tundnud eseme puudutamisel elektrilööki?
Võib juhtuda, et seal on elektrivool, mis hõlmab ka Lorentzi jõudu. Seetõttu võite leida selle stiili erinevat tüüpi rakendusi ümbritsevatel objektidel, mida kasutatakse iga päev. Kas olete selle stiili vastu uudishimulik? Meil on arutelu.
Sisu loetelu
Lorentzi stiili leiutaja
Lorentzi jõu avastas esmakordselt Hollandi füüsik Hendrik Antoon Lorentz. Selle avastuse eest pälvis ta 1902. aastal Nobeli teaduse, eriti füüsikaauhinna.
Lorentz õppis teadust Hollandis Leideni ülikoolis. Tänu tema avastusele, mis on seotud elektrilaengute tekitatud jõuga, saavad paljud inimesed nüüdseks oma igapäevaelus mitmesuguseid mugavusi.
Loe: Magnetväli
Lorentzi jõu mõistmine
Lorentzi jõud on jõud, mis tekib elektrilaengute liikumise tõttu, mille käivitavad erinevad elektrivoolud samas magnetväljas. Täpsemalt tekitavad homogeenses väljas elektriosakesed jõu.
Loe: Staatiline elekter
Lorentzi vägede suund
Jõul, mis tekib elektriosakeste liikumisel homogeensel tasapinnal, on sama muster ja suund, mis on risti. Lorentzi jõu suund on tugeva elektrivoolu (I) suunast vaadates alati sama.
Pidage meeles, et positiivne laeng liigub elektrivoolu suunas. Teisest küljest liigub negatiivne laeng elektrivoolule vastupidises suunas. Ärge määrake koorma tüübi põhjal vale suunda, eks?
Parema käe reegel
Lorentzi jõu valem on pikka aega olnud parema käe reegli sünonüüm. See reegel on tihedalt seotud tekkida võiva jõu suuna määramisega. Selle kasutamiseks saate oma käe asetada järgmiselt relvakujul:
Lähtudes väitest, et Lorentzi jõud mõjutab osakese liikumist, mis hälbib samas suunas, on parema käe reegel juba ammu laialt levinud. Selle reegliga saab määrata Lorentzi jõuga näidatud jõulaengu suuna.
Esiteks tähistatakse Lorentzi jõu suunda pöidlaga, mis näitab jõu suunda (F), millele järgneb Nimetissõrm osutab magnetvälja suunale (B), keskmine sõrm aga magnetvälja suunale elekter (I).
Loe: Dünaamiline elekter
Lorentzi jõu valem
Olles tutvunud mõistmise, parema käe reegliga, on sul aeg tutvuda Lorentzi valemiga. See valem on erinevate kirjeldustega üsna lühike. Siin on valem, mida saate kasutada.
F = q(v. B)
Valemi kirjeldus:
F = jõud (N)
B = magnetväli (tesla)
Q = elektrilaeng (c)
V = laengu kiiruse suund (m/s)
Samuti on veel üks valem, mille abil saab leida Lorentzi jõu poolt tekitatud elektrivoolu suuruse. Seda valemit saab kasutada ka elektrienergia (I) poolt tekitatud jõu väärtuse leidmiseks magnetilisel ristlõikel (B). Valem on:
F = IL.B
F = jõud (N)
I = elektrivool (a)
B = magnetväli (tesla)
L = elektrifitseeritud ristlõike pikkus (m)
Näited Lorentzi stiili kasutamisest igapäevaelus
Tahtmatult kasutatakse Lorentzi stiili igapäevaelus laialdaselt. See stiil on enamasti mootorisse sisse ehitatud. Tänu sellele stiilile pole ebatavaline, et mootor töötab ja töötab korralikult. Lorentzi jõu valemi kasutamise näide on järgmine:
- Pesumasin
- Blender
- Kõlar
- elektriline puur
- Galvanomeeter
- Elektrimootoriga mootor
Lorentzi stiili kasutamisest igapäevastes esemetes võib leida palju teisigi näiteid. Isegi tänu sellele stiilile saate nautida erinevaid leiutisi, mis muudavad igapäevase tegevuse lihtsamaks. Kas leiate näiteid Lorentzi jõu rakendamisest teistele tööriistadele?
Loe: Coulombi seadus
Lorentzi jõu näiteprobleem
Lorentzi stiiliprobleemide näidete poole pöördudes saab selle materjaliga esitada näidisküsimusi üsna erinevate põhiprobleemidega. Seetõttu peate harjuma erinevat tüüpi probleemide lahendamisega põhilise Lorentzi jõuvalemi abil. Siin on näide küsimusest.
Näidisküsimus 1
Ristlõike juhtme pikkus on 2 m elektrivooluga 40 A. Kui traadi ristlõige asetada 30 kraadise nurga all olevasse 0,02 T magnetvälja, siis kui suur on juhtmele mõjuv magnetjõud?
Vend:
L = 2 m
I = 40 A
B = 0,02 T
θ = 40
Dit: F?
Vastus:
Reklaam
F = B.I.L.sin30
F = 0,02,40,2.sin30
F = 19,2 N
Niisiis on Lorentzi jõu suurus traadi ristlõikel 19,2 njuutonit.
Näidisküsimus 2
Andi leiab sirge juhtme ja selle elektrivool on 8 A, samas kui juhe on 2 T magnetväljas. Leiti, et suund on vooluga risti. Kui Lorentzi jõud juhtmele on 8 N, siis kui pika traadi Andi leidis?
Vend:
I = 8 A
B = 2 T
F = 8 N
= 90 (kuna magnetväli on vooluga risti)
Dit: L?
Vastus:
F = B.I.L.sin90
L = F/(B.I.sin90)
L = 8/(2,8,1)
L = m
Niisiis, Andi leitud Lorentzi jõuga 8 N traadi pikkus on meeter.
Näidisküsimus 3
Leiti, et elektronosakesed liikusid kiirusega 12 000 m/s. Osake siseneb magnetvälja pindalale 4000 T. Kui magnetväli ja osakese voolu kiirus moodustavad 30 kraadise nurga, siis kui suur on elektronosakese poolt kogetav Lorentzi jõud?
Vend:
q = -1,6 × 10-19 C (elektronilaeng)
v = 12 000 m/s
B = 4000 T
= 30 kraadi
Dit: F?
Vastus:
F = q.v. B.sin30
F = 1,6 × 10-19.12000.4000.1/2
F = 3,84 x 10-13 N
Seega on elektronosakese poolt kogetud Lorentzi jõu väärtus 3,84 x 10-13 Newtonid.
Näidisküsimus 4
Leiti, et elektronosakesed liikusid kiirusega 10 000 m/s. Osake siseneb magnetvälja pindalale 5000 T. Kui magnetväli ja osakese voolu kiirus moodustavad 30 kraadise nurga, siis kui suur on elektronosakese poolt kogetav Lorentzi jõud?
Vend:
q = -1,6 × 10-19 C (elektronilaeng)
v = 10 000 m/s
B = 5000 T
= 30 kraadi
Dit: F?
Vastus:
F = q.v. B.sin30
F = 1,6 × 10-19.10000.5000.1/2
F = 3,6 x 10-13 N
Seega on elektronosakese poolt kogetud Lorentzi jõu väärtus 3,6 x 10-13 Newtonid.
Näidisküsimus 5
Andi leidis sirge juhtme ja selle elektrivool on 2 A, samas kui juhe on 2 T magnetväljas. Leiti, et suund on vooluga risti. Kui Lorentzi jõud juhtmele on 4 N, siis kui pika traadi Andi leidis?
Vend:
I = 2 A
B = 2 T
F = 4 N
= 90 (kuna magnetväli on vooluga risti)
Dit: L?
Vastus:
F = B.I.L.sin90
L = F/(B.I.sin90)
L = 4/(2.2.1)
L = 1,0 m
Niisiis, Andi leitud Lorentzi jõuga 4 N traadi pikkus on 1,0 meetrit
Lorentzi jõuvalemit kasutatakse tegelikult laialdaselt erinevat tüüpi elektroonikaseadmete sisselülitamiseks. Kuigi valem on lühike, võib trigonomeetrilisi arvutusi segades leida erinevaid probleemseid juhtumeid.
X SULGE
Reklaamid
REKLAAM
X SULGE