Magnetic forces: turn velocity without increasing speed
도입됨| English | 의미 |
|---|---|
| magnetic force/mæɡˈnetɪk fɔːs/ | 자기력 |
| momentum/məʊˈmentəm/ | 운동량 |
이 현상을 설명할 수 있는 이유는 무엇인가?
- 전하 입자가 균일한 자기장 내에서 곡선 경로를 그리며 움직입니다. 운동 방향은 변화하지만 자기력만으로는 운동 에너지를 증가시키지 못합니다.
- 예측을 먼저 제시하십시오. 비교하고자 하는 양이나 특성을 명시한 뒤, 두 설명을 구별할 수 있는 증거가 무엇인지 결정하십시오.
모델 만들기
- 자기력의 크기는 F = |q|vB sinθ입니다. 속도와 자기장에 수직이며, 방향은 전하의 부호에 의해 결정됩니다. 균일한 자기장에 수직으로 진입할 때, 이 힘은 원운동을 위한 approcentripetal force(원심력/구심력) 역할을 할 수 있습니다.
- 자기력 magnetic force: 움직이는 전하 또는 전류에 작용하는 자기장에 의한 힘; 운동량 momentum: 고전 모델에서 질량에 속도를 곱한 값입니다.
What changes under a magnetic force alone in perpendicular circular motion?
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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.
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Use the definitions to distinguish related quantities and processes.
검증 가능한 증거 선택하기
- 수직 운동에 대해 자기력을 mv²/r와 같다고 하여 r = mv/(|q|B)를 구합니다. 고정된 운동량에서 더 강한 장은 더 작은 반지름을 만듭니다. 평행 진입 시 이 모델에서는 자기력이 0입니다.
- 명시된 페이지 안으로/밖으로 나가는 규정을 사용하여 속도, 장, 힘의 벡터를 개별 화살표로 그립니다. 제공된 빔 데이터나 시뮬레이션을 사용하십시오. 전류를 흘리는 선반의 방향이 전자 운동 방향과 동일하다고 간주하지 마십시오.
Which two habits make the investigation or model in this case more defensible?
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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.
알려진 값으로부터 시작하기
- 알려진 값과 그 단위를 명시하십시오. 이 사례에 가정이 부합하는 식을 선택한 후 대입하기前面으로 변형하십시오.
- 주어진 값: 입자의 질량 m = 2.0×10⁻²⁷ kg, 속도 v = 3.0×10⁶ m/s, 전하량 |q| = 1.0×10⁻¹⁹ C, 자기장 B = 0.20 T입니다. r = mv/(|q|B) = 0.30 m입니다. 이 계산은 비상대론적 운동과 수직 진입을 가정합니다.
使用公式 r = mv/(|q|B)。当 m=2×10⁻²⁷ kg，v=2×10⁶ m/s，|q|=1×10⁻¹⁹ C，B=0.20 T 时，求半径 r。请遵循同一解题序列：已知量 → 模型 → 关系式 → 代入数值 → 单位与结果解释。
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.
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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.
결론及其 한계 확인하기
- 자기력은 일을 하지 않으면서 운동량 방향만 변경할 수 있습니다. 전기장을 추가하면 에너지를 변경할 수 있으므로, 순수 자기장에 대한 결론은 모든 결합 장 장치에 적용되지 않습니다.
- 원래 관찰로 돌아가십시오. 결과가 어떤 것을 지지하며, 어떤 조건을 전제로 하며, 경쟁 설명을 검증하는 방법 하나를 제시하십시오.
자기력만으로 하전 입자의 운동 에너지가 지속적으로 증가한다는 주장은 틀렸습니다: 속도에 수직한 힘은 일을 하지 않습니다(일 = 힘 × 힘 방향의 거리), 따라서 자기장만으로는 입자의 운동 에너지를 변경할 수 없으며 방향만 바꿉니다. 가속은 운동 방향의 필드 성분을 필요로 하며, 이는 전기장만이 제공합니다.
자기력: 속도를 높이지 않고 방향만 바꿈: 수직 운동에 대해 자기력을 mv²/r와 같다고 하여 r = mv/(|q|B)를 구합니다. 고정된 운동량에서 더 강한 장은 더 작은 반지름을 만듭니다. 이 모델에서 평행 진입 시 자기력은 0입니다.
A magnetic force alone continuously increases the kinetic energy of a charged particle.
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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.
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magnetic force means Force due to a magnetic field on a moving charge or current.