Fizică Mecanică
Exercitii rezolvate forta lorentz clasa 10
Forța Lorentz este forța exercitată asupra unei sarcini electrice în mișcare într-un câmp magnetic, dată de formula F = q * v * B * sin(α), unde q este sarcina, v viteza, B inducția magnetică, și α unghiul dintre v și B. În clasa a 10-a, rezolvi exerciții aplicând această formulă și regula mâinii drepte pentru direcția forței.
Exercițiu rezolvat: calcul forță Lorentz
- 1 Pasul 1: Datele problemei O sarcină q=3*10⁻⁶ C se mișcă cu v=4*10⁴ m/s perpendicular pe un câmp magnetic B=0,5 T. Calculează forța Lorentz.
- 2 Pasul 2: Aplică formula Deoarece v este perpendicular pe B, α=90°, sin(90°)=1. F = q*v*B = 3*10⁻⁶ * 4*10⁴ * 0,5.
- 3 Pasul 3: Calculează numeric F = 3*10⁻⁶ * 4*10⁴ = 0,12; 0,12 * 0,5 = 0,06 N.
- 4 Pasul 4: Determină direcția Folosește regula mâinii drepte: degetele în direcția lui v (sarcina pozitivă), B în palmă, degetul mare arată forța F perpendicular pe ambele.
Exercițiu cu unghi diferit de 90°
- 1 Pasul 1: Datele q=2*10⁻⁵ C, v=10³ m/s, B=0,2 T, α=30°. Calculează F.
- 2 Pasul 2: Calculează sin(α) sin(30°)=0,5.
- 3 Pasul 3: Aplică formula F = q*v*B*sin(α) = 2*10⁻⁵ * 10³ * 0,2 * 0,5.
- 4 Pasul 4: Rezultat F = 2*10⁻⁵ * 10³ = 0,02; 0,02 * 0,2 = 0,004; 0,004 * 0,5 = 0,002 N sau 2*10⁻³ N.
Cazuri speciale
- Dacă α=0° sau 180° sin(0°)=0, deci F=0: sarcina se mișcă paralel cu liniile câmpului, forța este nulă.
- Dacă sarcina este negativă Mărimea forței rămâne aceeași, dar direcția se inversează față de regula mâinii drepte pentru sarcini pozitive.
- Mișcare circulară Când v este perpendicular pe B, forța Lorentz acționează ca forță centripetă, determinând o traiectorie circulară. Raza r = m*v/(q*B).
Verifică întotdeauna unitățile (C, m/s, T) și unghiul α înainte de a calcula forța Lorentz.