Forza su un corpo carico in un campo magnetico

Elementi di Fisica e applicazioni

Carlo Elce

Campo magnetico

Forza su un corpo carico in un campo magnetico

Un campo magnetico eserciterà una forza su delle cariche in movimento. La direzione della forza è data dalla regola della mano destra.

Variabili

Carica della particella:

q

Velocità della particella:

v

Forza del campo magnetico:

B

Angolo tra il percorso della particella e la direzione del campo magnetico:

Massa della particella:

m

Formule

Forza:

F = |q| · v · B · sin()

Campo magnetico

q +

F = 0

F nella pagina

q +

F fuori pagina

-q

F nella pagina

Raggio del percorso circolare effettuato da una particella carica:

R = mv / |q| · B

Velocità angolare:

= |q| · B / m

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Esempio 1

Un elettrone che viaggia in direzione est a 6·10⁷ metri per secondo, passa attraverso un campo magnetico di intensità .2 tesla, puntando diritto in basso. Qual è la direzione e l'intensità della forza esercitata sull'elettrone?

B che punta nello schermo.

q := -1.6·10^-19·coul

Dalle Tabelle di riferimento specifiche

v := 6·10⁷ m/sec

B := .2 tesla

:= 90·deg

F := |q|·v·B·sin()

F = 1.92·10^-12·newton

Per la regola della mano destra, la forza dovrebbe essere a nord. Comunque, siccome la particella è caricata negativamente, la direzione della forza è addirittura a sud. Così, la risposta finale è una forza di 1.92·10^-12 newton verso sud.

Forza magnetica

Campo magnetico

Direzione della carica positiva

Campo magnetico

Direzione della carica negativa

Forza magnetica

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Esempio 2

Lo stesso elettrone continua a viaggiare attraverso lo stesso campo magnetico. L'elettrone entra in un percorso circolare. Qual è il raggio del percorso?

B che punta nello schermo

Dalle Tabelle di riferimento specifiche

m := 9.11·10^-31·kg

R := (m·v)/(|q|·B)

R = 1.708·10^-3·m

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