Concetti Chiave
- La forza che agisce su un filo in un campo magnetico è calcolata con la formula F = iLB, dove F è perpendicolare alla corrente e al campo magnetico.
- La forza di Lorentz agisce su particelle cariche in un campo magnetico e provoca un moto circolare uniforme, con direzione perpendicolare alla velocità e al campo.
- Il raggio del moto circolare di una particella carica è determinato dalla formula r = mv/QB, collegando massa, velocità, carica e campo magnetico.
- La regola della mano destra è fondamentale per determinare la direzione della forza, che può essere entrante o uscente a seconda del suo valore.
- Le aurore boreali sono un esempio di forza di Lorentz, create dall'interazione del vento solare con il campo magnetico terrestre e gli atomi di gas atmosferici.
Forza su un filo
La forza (F) che agisce su un filo lungo L, in un campo magnetico B e in cui passa una corrente di intensità i è data da: F = iLB
Ed ha direzione perpendicolare rispetto al campo magnetico e la direzione della corrente elettrica. Questo si mostra attraverso la regola della mano destra, nella quale il pollice rappresenta la direzione della corrente, e le altre dita quella del campo magnetico, la F è dunque perpendicolare al palmo.
Le caratteristiche della forza si applicano anche ai singoli elettroni di conduzione che compongono la corrente elettrica, i quali hanno una velocità di deriva ( Vd ) opposta a quella convenzionale della corrente.
Forza di Lorentz
La forza di Lorentz: è la forza applicata su una singola particella di carica Q in un campo magnetico uniforme, e si calcola: QvB
Questa forza è centripeta, e quindi muove la carica secondo un moto circolare uniforme, ed è quindi uguale a: m(v^2/r)
il raggio r è dato da: mv/QB
Anche in questo caso la direzione è perpendicolare alla velocità e al campo magnetico, sempre secondo la regola della mano destra, ed è entrante se la F ha valore negativo, e uscente se ha valore positivo.
Esempio delle aurore boreali
Un esempio della forza di Lorentz sono le aurore boreali, le quali si creano in prossimità dei poli terrestri grazie a un flusso di particelle solari, chiamato vento solare, che rimane intrappolato nel campo magnetico terrestre e interagisce con gli atomi di gas presenti in esso.
Domande da interrogazione
- Qual è la formula che descrive la forza su un filo in un campo magnetico?
- Come si calcola la forza di Lorentz su una particella carica?
- Qual è il fenomeno naturale che illustra la forza di Lorentz?
La forza (F) che agisce su un filo lungo L, in un campo magnetico B e in cui passa una corrente di intensità i è data dalla formula F = iLB, con direzione perpendicolare rispetto al campo magnetico e alla corrente elettrica.
La forza di Lorentz, applicata su una particella di carica Q in un campo magnetico uniforme, si calcola con la formula QvB, ed è centripeta, causando un moto circolare uniforme.
Le aurore boreali sono un esempio della forza di Lorentz, create dal flusso di particelle solari intrappolate nel campo magnetico terrestre che interagiscono con gli atomi di gas presenti.
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