Terza Prova - Fisica

  • Materia: Terza Prova - Fisica
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  • Data: 22/04/2012
  • Di: Redazione StudentVille.it

Il moto di una carica elettrica in un campo magnetico uniforme

Descrivi il moto di una carica elettrica che penetra in un campo magnetico uniforme con una velocitĂ  perpendicolare al campo stesso.

Una carica elettrica in moto in un campo uniforme è soggetto ad una forza detta di LORENTZ tale che

F=qv x B

dove F è un vettore, q è la carica con segno,v è la velocità quindi un vettore, B è il vettore induzione magnetica e x sta per prodotto vettoriale.

Quindi la forza avrà modulo pari a qvBsina dove a è l’angolo formato dal vettore B e dal vettore v. Nel caso della domanda in questione tale angolo è di 90 gradi per cui il sino è 1. la direzione della forza è una retta perpendicolare al piano contenente B e v e verso definito con la regola della mano destra o del cavaturacciolo (indice in direzione di v medio nella direzione di B e pollice che indica la direzione della forza)

Non va tralasciato il segno di q siccome quanto descritto vale per cariche negative mentre se si tratta di cariche positive si deve invertire il verso o usare la mano sinistra.

Il moto risultante è una traiettoria circolare, quindi la forza di Lorentz fa da accelerazione centripeta ed eguagliando le due equazioni (qvB=mv2/r) si possono ricavare tutte le informazioni necessarie. Si noti che periodo del moto non dipende dalla velocità della carica ma solo dalla massa dalla carica e da B in quanto al variare della velocità varia il raggio.

La dipendenza della forza di Lorentz dalla velocità e quindi la non invarianza della stessa in sistemi di riferimento inerziali fu uno dei motivi che portò allo studio della relatività ristretta ciò comporta che tale legge va applicata per velocità non relativistiche.