Прямолинейное движение заряженной частицы

Физика > Постоянная скорость формирует прямую линию

 

Изучите траекторию движения заряженной частицы по прямой линии при параллельной скорости и магнитном поле: прямолинейное движение, первый закон Ньютона.

Если скорость заряженной частички и магнитное поле расположены параллельно, то чистая сила не возникает и путь прокладывается по прямой.

Задача обучения

• Вычислить условия, при которых частичка в магнитном поле перемещается по прямой.

Основные пункты

• Если на объект не влияет чистая сила, то скорость остается стабильной (первый закон движения Ньютона).
• Частичка со стабильной скоростью перемещается по прямой линии.
• Если скорость и магнитное поле расположены параллельно, то второе никак не повлияет на частицу, а скорость останется неизменной.
• Если вектор скорости ни параллелен, ни перпендикулярен к магнитному полю, то скоростная составляющая останется стабильной.

Термин

• Прямолинейное движение – перемещение в едином направлении.

Освежим в памяти первый закон движения, выдвинутый Ньютоном: если на тело не влияет чистая сила, то его скорость не меняется. Мы столкнемся с состоянием покоя или движением по прямой линии со стабильной скоростью.

Есть много ситуаций, когда частичка не испытывает чистую силу. Например, это существование в вакууме, вдали от массивных тел и электромагнитных полей. Или же на нее давит две уравновешивающие друг друга силы.

Если чистая сила равняется нулю, то и ускорение повторяет этот сценарий: F = ma. При нулевом ускорении, любая скорость будет оставаться стабильной. Не будем забывать, что скорость – вектор, а значит направление также не меняется, поэтому частичка движется по прямой.

Заряженные частички перемещаются параллельно магнитным полям

Ощущаемая заряженной частицей сила основывается на углу между векторами скорости и магнитного поля. Магнитная сила:

Если магнитная сила приравнивается к нулю, то скорость выступает параллельной его линиям

F = qvBsinθ

Если магнитное поле и скорость параллельны, то sinθ = 0, а сила не наблюдается. Тогда частичка с зарядом способна продолжить свой путь по прямой даже в мощном магнитном поле. Если же оказывается между 0-90 градусами, то v параллельно B и не меняется.

---