Magnetic forces: turn velocity without increasing speed
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| magnetic force/mæɡˈnetɪk fɔːs/ | כוח מגנטי |
| momentum/məʊˈmentəm/ | תנע |
מה יכול להסביר תצפית זו?
- חלקיק טעון מתעקם בשדה מגנטי אחיד. כיוונו משתנה although ה-כוח המגנטי לבדו אינו מגביר את האנרגיה הקינטית שלו.
- התחל בחזית. ציין את הכמותות או התכונות שת срав, ואז החלט איזה עדות יכולה להבדיל בין שתי הסברות.
בניית המודל
- הגודל של הכוח המגנטי הוא F = |q|vB sinθ. הוא מאונך למהירות ולשדה המגנטי, וכיוונו נקבע על ידי סימן המטען. עבור כניסה מאונכת לשדה אחיד, הוא יכול לספק את הכוח הצנטריפטלי לתנועה מעגלית.
- כוח מגנטי: כוח עקב שדה מגנטי על מטען זז או זרם; תנע: מסה כפולה במהירות בדגם הקלאסי.
What changes under a magnetic force alone in perpendicular circular motion?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
A magnetic force acts perpendicular to the velocity, so it changes the velocity's DIRECTION only, producing circular motion. A perpendicular force does no work, so kinetic energy cannot increase, and the charge magnitude is intrinsic.
Match each technical term to its precise meaning.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Use the definitions to distinguish related quantities and processes.
בחר עדים שיכולים לבדוק אותו
- השוו את הכוח המגנטי ל-mv²/r כדי לקבל r = mv/(|q|B) לתנועה מאונכת. שדה חזק יותר יוצר רדיוס קטן יותר בתנע קבוע. כניסה מקבילה נותנת אפס כוח מגנטי במודל זה.
- צייר מהירות, שדה וכוח כחצים נפרדים לפי הנוהגים המצוינים לתוך/מחוץ לעמוד. השתמש בנתוני הקרן הסופקים או בסिमולציה. אל תתייחס לכיוון של חוט נושא זרם כאילו הוא זהה לכיוון תנועת האלקטרונים.
Which two habits make the investigation or model in this case more defensible?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Stating the conditions and assumptions lets others repeat the work exactly, and recording the supporting evidence lets them check the conclusion. Hiding disagreeing results removes the evidence that could challenge a wrong conclusion, and one measurement can never establish a wider claim.
עבודה על בסיס גודלים ידועים
- ציין את הערכים הידועים ואת יחידות המידה שלהם. בחר בקשר מכיוון שההנחות שלו מתאימות למקרה זה, ולאחר מכן סדר מחדש לפני ההצבה.
- ידוע: חלקיק יש m = 2.0×10⁻²⁷ ק"ג, v = 3.0×10⁶ מטר/שנייה, |q| = 1.0×10⁻¹⁹ C ו-B = 0.20 T. r = mv/(|q|B) = 0.30 מטר. החישוב מניע תנועה שאינה יחסית וכניסה אנכית.
השתמש ב-r = mv/(|q|B). עבור m=2×10⁻²⁷ ק"ג, v=2×10⁶ מ"ש, |q|=1×10⁻¹⁹ C ו-B=0.20 טסלה, מצא את r. השתמש באותו סדר: כמותיות ידועות → מודל → קשר → הצבה → יחידות ופרשנות.
Use r = mv/(|q|B). For m=2×10⁻²⁷ kg, v=2×10⁶ m/s, |q|=1×10⁻¹⁹ C and B=0.20 T, find r.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
The result is 0.2 m. Known: m = 2x10^-27 kg; v = 2x10^6 m/s; |q| = 1x10^-19 C; B = 0.20 T, perpendicular entry. Use r = mv/(|q|B). r = (2x10^-27 x 2x10^6)/(1x10^-19 x 0.20) = 0.2 m. The path is a circle of this radius under the stated model.
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
- כוח מגנטי יכול לשנות את כיוון התנע מבלי לבצע עבודה. הוספת שדה חשמלי יכולה לשנות את האנרגיה, ולכן מסקנות לגבי שדה מגנטי בלבד אינן מכסות כל מתקן עם שדות משולבים.
- חזור לתצפית המקורית. הסבר מה התוצאה תומכת, אילו תנאים היא מניחה, ודרך אחת לבדוק הסבר מתחרה.
כוח מגנטי לבדו מגביר ברציפות את האנרגיה הקינטית של חלקיק טעון. טענה זו שגויה: כוח אנכי למהירות אינו עושה עבודה (עבודה = כוח x מרחב ALONG הכוח), כך שמגנט לבדו לא יכול לשנות את האנרגיה הקינטית של חלקיק - רק את כיוונו. האצצה דורשת רכיב שדה לאורך התנועה, שרק שדה חשמלי מספק.
כוחים מגנטיים: שינוי כיוון המהירות ללא הגדלת המהירות: השוו את הכוח המגנטי ל-mv²/r כדי לקבל r = mv/(|q|B) לתנועה מאונכת. שדה חזק יותר יוצר רדיוס קטן יותר בתנע קבוע. כניסה מקבילה נותנת אפס כוח מגנטי במודל זה.
A magnetic force alone continuously increases the kinetic energy of a charged particle.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
A force perpendicular to the velocity does no work (work = force x distance ALONG the force), so a magnetic field alone cannot change a particle's kinetic energy - only its direction. Speeding up needs a field component along the motion, which only an electric field provides.
Force due to a magnetic field on a moving charge or current: write the technical term.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
magnetic force means Force due to a magnetic field on a moving charge or current.