Fizyczna wielkość pracy mechanicznej. Praca mechaniczna

W Życie codzienne Często spotykamy się z pojęciem pracy. Co to słowo oznacza w fizyce i jak określić działanie siły sprężystej? Odpowiedzi na te pytania znajdziesz w artykule.

Praca mechaniczna

Praca jest skalarną wielkością algebraiczną, która charakteryzuje zależność między siłą a przemieszczeniem. Jeżeli kierunek tych dwóch zmiennych jest zbieżny, oblicza się go według następującego wzoru:

• F- moduł wektora siły wykonującego pracę;
• S- moduł wektora przemieszczenia.

Siła działająca na ciało nie zawsze działa. Na przykład praca grawitacji wynosi zero, jeśli jej kierunek jest prostopadły do ​​ruchu ciała.

Jeżeli wektor siły tworzy z wektorem przemieszczenia kąt niezerowy, to do wyznaczenia pracy należy użyć innego wzoru:

A=FScosα

α - kąt między wektorami siły i przemieszczenia.

Znaczy, Praca mechaniczna jest iloczynem rzutu siły na kierunek przemieszczenia i modułu przemieszczenia lub iloczynu rzutu przemieszczenia na kierunek siły i modułu tej siły.

znak pracy mechanicznej

W zależności od kierunku siły względem przemieszczenia ciała, praca A może być:

• pozytywny (0°≤ α<90°);
• negatywny (90°<α≤180°);
• zero (α=90°).

Jeśli A>0, to prędkość ciała wzrasta. Przykładem jest spadające z drzewa na ziemię jabłko. Dla<0 сила препятствует ускорению тела. Например, действие силы трения скольжения.

Jednostką miary pracy w SI (Międzynarodowy Układ Jednostek Miar) jest dżul (1N*1m=J). Joule to praca siły, której wartość wynosi 1 Newton, gdy ciało porusza się o 1 metr w kierunku siły.

Praca siły sprężystej

Działanie siły można również określić graficznie. W tym celu obliczany jest obszar krzywoliniowej figury pod wykresem F s (x).

Zatem zgodnie z wykresem zależności siły sprężystości od wydłużenia sprężyny można wyprowadzić wzór na pracę siły sprężystości.

Jest równy:

A=kx 2 /2

• k- sztywność;
• x- wydłużenie bezwzględne.

Czego się nauczyliśmy?

Praca mechaniczna jest wykonywana, gdy na ciało działa siła, która prowadzi do przemieszczenia ciała. W zależności od kąta występującego między siłą a przemieszczeniem praca może wynosić zero lub mieć znak ujemny lub dodatni. Na przykładzie siły sprężystości poznałeś graficzny sposób określania pracy.

Zawartość:

Prąd elektryczny jest generowany w celu dalszego wykorzystania go do określonych celów, do wykonania dowolnej pracy. Dzięki energii elektrycznej działają wszystkie urządzenia, urządzenia i sprzęt. Sama praca to pewien wysiłek włożony w przemieszczenie ładunku elektrycznego na określoną odległość. Tradycyjnie taka praca w obrębie sekcji obwodu będzie równa wartości liczbowej napięcia w tej sekcji.

Aby wykonać niezbędne obliczenia, konieczne jest poznanie sposobu pomiaru pracy prądu. Wszystkie obliczenia przeprowadzane są na podstawie danych wyjściowych uzyskanych za pomocą przyrządów pomiarowych. Im większy ładunek, tym więcej wysiłku trzeba go przesunąć, tym więcej pracy zostanie wykonane.

Co nazywa się pracą prądu?

Prąd elektryczny, jako wielkość fizyczna, sam w sobie nie ma praktycznego znaczenia. Najważniejszym czynnikiem jest działanie prądu, który charakteryzuje się wykonywaną przez niego pracą. Sama praca jest pewną czynnością, w trakcie której jeden rodzaj energii zamieniany jest na inny. Na przykład energia elektryczna jest przekształcana w energię mechaniczną poprzez obracanie wału silnika. Sama praca prądu elektrycznego polega na przemieszczaniu się ładunków w przewodniku pod wpływem pola elektrycznego. W rzeczywistości cała praca poruszania naładowanych cząstek jest wykonywana przez pole elektryczne.

W celu wykonania obliczeń należy wyprowadzić wzór na pracę prądu elektrycznego. Aby sporządzić formuły, będziesz potrzebować parametrów, takich jak aktualna siła i. Ponieważ praca prądu elektrycznego i praca pola elektrycznego są tym samym, będzie to wyrażona jako iloczyn napięcia i ładunku płynącego w przewodniku. Czyli: A = Uq. Wzór ten został wyprowadzony ze stosunku określającego napięcie w przewodzie: U = A/q. Wynika z tego, że napięcie jest pracą pola elektrycznego A na przenoszenie naładowanej cząstki q.

Naładowana cząstka lub sam ładunek jest wyświetlany jako iloczyn aktualnej siły i czasu spędzonego na ruchu tego ładunku wzdłuż przewodnika: q \u003d To. W tym wzorze zastosowano stosunek natężenia prądu w przewodzie: I \u003d q / t. Oznacza to stosunek ładunku do przedziału czasu, w którym ładunek przechodzi przez przekrój przewodnika. W swojej ostatecznej formie wzór na pracę prądu elektrycznego będzie wyglądał jak produkt o znanych ilościach: A \u003d UIt.

W jakich jednostkach mierzona jest praca prądu elektrycznego?

Przed bezpośrednim rozwiązaniem problemu, w jakim mierzona jest praca prądu elektrycznego, konieczne jest zebranie jednostek miary wszystkich wielkości fizycznych, za pomocą których obliczany jest ten parametr. Każda praca zatem jednostką miary tej wielkości będzie 1 dżul (1 J). Napięcie jest mierzone w woltach, prąd w amperach, a czas w sekundach. Tak więc jednostka miary będzie wyglądać tak: 1 J = 1 V x 1 A x 1s.

Na podstawie uzyskanych jednostek miary praca prądu elektrycznego zostanie określona jako iloczyn natężenia prądu na odcinku obwodu, napięcia na końcach odcinka i przedziału czasu, w którym prąd przepływa przez przewodnik.

Pomiar odbywa się za pomocą woltomierza i zegarka. Urządzenia te pozwalają skutecznie rozwiązać problem znalezienia dokładnej wartości danego parametru. Po włączeniu amperomierza i woltomierza w obwodzie konieczne jest monitorowanie ich odczytów przez określony czas. Wynikowe dane są wstawiane do formuły, po czym wyświetlany jest wynik końcowy.

Funkcje wszystkich trzech urządzeń są połączone w licznikach energii elektrycznej, które uwzględniają zużytą energię, a właściwie pracę wykonaną przez prąd elektryczny. Tutaj używana jest inna jednostka - 1 kWh, co oznacza również, ile pracy zostało wykonanej w jednostce czasu.

Znasz już pracę mechaniczną (działanie siły) z podstawowego kursu fizyki w szkole. Przypomnij sobie podaną tam definicję pracy mechanicznej dla następujących przypadków.

Jeżeli siła jest skierowana w tym samym kierunku co przemieszczenie ciała, to praca wykonana przez siłę

W tym przypadku praca wykonana przez siłę jest pozytywna.

Jeżeli siła jest skierowana przeciwnie do ruchu ciała, to praca wykonana przez siłę jest

W tym przypadku praca wykonana przez siłę jest ujemna.

Jeżeli siła f_vec jest skierowana prostopadle do przemieszczenia s_vec ciała, to praca siły wynosi zero:

Praca jest wielkością skalarną. Jednostka pracy nazywana jest dżulem (oznaczana: J) na cześć angielskiego naukowca Jamesa Joule'a, który odegrał ważną rolę w odkryciu prawa zachowania energii. Ze wzoru (1) wynika:

1 J = 1 N * m.

1. Pręt o wadze 0,5 kg przesunął się wzdłuż stołu o 2 m, przykładając do niego siłę sprężystości równą 4 N (rys. 28.1). Współczynnik tarcia pomiędzy sztangą a stołem wynosi 0,2. Jaka jest praca wykonana na pasku:
a) grawitacja m?
b) normalne siły reakcji ?
c) siła sprężystości?
d) siły tarcia ślizgowego tr?

Całkowitą pracę kilku sił działających na ciało można znaleźć na dwa sposoby:
1. Znajdź pracę każdej siły i dodaj te prace, biorąc pod uwagę znaki.
2. Znajdź wypadkową wszystkich sił przyłożonych do ciała i oblicz pracę wypadkowej.

Obie metody prowadzą do tego samego wyniku. Aby to zweryfikować, wróć do poprzedniego zadania i odpowiedz na pytania z zadania 2.

2. Co jest równe:
a) suma pracy wszystkich sił działających na klocek?
b) wypadkowa wszystkich sił działających na pręcie?
c) praca wypadkowa? W ogólnym przypadku (gdy siła f_vec jest skierowana pod dowolnym kątem do przemieszczenia s_vec) definicja pracy siły jest następująca.

Praca A stałej siły jest równa iloczynowi modułu siły F razy modułu przemieszczenia s i cosinusa kąta α między kierunkiem siły a kierunkiem przemieszczenia:

A = Fs cos α (4)

3. Pokaż, że ogólna definicja pracy prowadzi do wniosków przedstawionych na poniższym schemacie. Sformułuj je werbalnie i zapisz w zeszycie.

4. Do pręta na stole przyłożona jest siła, której moduł wynosi 10 N. Jaki jest kąt między tą siłą a ruchem pręta, jeśli gdy pręt porusza się o 60 cm po stole, siła ta powoduje praca: a) 3 J; b) -3 J; c) -3 J; D 6j? Zrób rysunki objaśniające.

2. Praca grawitacji

Niech ciało o masie m porusza się pionowo od początkowej wysokości hn do końcowej wysokości hk.

Jeśli ciało porusza się w dół (h n > h k, ryc. 28.2, a), kierunek ruchu pokrywa się z kierunkiem grawitacji, więc praca grawitacji jest dodatnia. Jeśli ciało porusza się w górę (h n< h к, рис. 28.2, б), то работа силы тяжести отрицательна.

W obu przypadkach praca wykonywana przez grawitację

A \u003d mg (h n - h k). (5)

Znajdźmy teraz pracę wykonaną przez grawitację podczas poruszania się pod kątem do pionu.

5. Mały blok o masie m ślizgał się po nachylonej płaszczyźnie o długości s i wysokości h (ryc. 28.3). Nachylona płaszczyzna tworzy z pionem kąt α.

a) Jaki jest kąt między kierunkiem grawitacji a kierunkiem ruchu sztangi? Zrób rysunek wyjaśniający.
b) Wyraź pracę grawitacji w postaci m, g, s, α.
c) Wyraź s w kategoriach h i α.
d) Wyraź pracę grawitacji w postaci m, g, h.
e) Jaka jest praca grawitacji, gdy pręt porusza się w górę wzdłuż całej tej samej płaszczyzny?

Po wykonaniu tego zadania upewniłeś się, że pracę grawitacji wyraża wzór (5), nawet gdy ciało porusza się pod kątem do pionu – zarówno w górę, jak i w dół.

Ale wtedy wzór (5) na działanie grawitacji jest ważny, gdy ciało porusza się po dowolnej trajektorii, ponieważ każdą trajektorię (ryc. 28.4, a) można przedstawić jako zestaw małych „pochylonych płaszczyzn” (ryc. 28.4, b) .

Zatem,
praca grawitacji podczas ruchu, ale każda trajektoria jest wyrażona wzorem

A t \u003d mg (h n - h k),

gdzie h n - początkowa wysokość ciała, h do - jego ostateczna wysokość.
Praca grawitacji nie zależy od kształtu trajektorii.

Na przykład praca grawitacji podczas przemieszczania ciała z punktu A do punktu B (ryc. 28.5) wzdłuż trajektorii 1, 2 lub 3 jest taka sama. Stąd w szczególności wynika, że ​​praca grawitacji podczas poruszania się po zamkniętej trajektorii (kiedy ciało wraca do punktu wyjścia) jest równa zeru.

6. Kula o masie m, zawieszona na nitce o długości l, jest odchylana o 90º, utrzymując nitkę naprężoną, i zwalniana bez nacisku.
a) Jaka jest praca grawitacji w czasie, w którym kula przemieszcza się do pozycji równowagi (rys. 28.6)?
b) Jaka jest praca siły sprężystości nici w tym samym czasie?
c) Jaka jest praca sił wypadkowych przyłożonych do piłki w tym samym czasie?

3. Praca siły sprężystości

Kiedy sprężyna powraca do stanu nieodkształconego, siła sprężystości zawsze działa dodatnio: jej kierunek pokrywa się z kierunkiem ruchu (rys. 28.7).

Znajdź pracę siły sprężystej.
Moduł tej siły jest powiązany z modułem odkształcenia x przez zależność (patrz § 15)

Dzieło takiej siły można znaleźć graficznie.

Zauważ najpierw, że praca stałej siły jest liczbowo równa powierzchni prostokąta pod wykresem siły w funkcji przemieszczenia (ryc. 28.8).

Rysunek 28.9 przedstawia wykres F(x) dla siły sprężystej. Podzielmy w myślach całe przemieszczenie ciała na tak małe przedziały, że siłę działającą na każdy z nich można uznać za stałą.

Następnie praca na każdym z tych przedziałów jest liczbowo równa powierzchni figury pod odpowiednią sekcją wykresu. Cała praca jest równa sumie pracy w tych obszarach.

W konsekwencji w tym przypadku praca jest również liczbowo równa powierzchni figury pod wykresem zależności F(x).

7. Korzystając z rysunku 28.10, udowodnij, że

pracę siły sprężystej przy powrocie sprężyny do stanu nieodkształconego wyraża się wzorem

A = (kx 2)/2. (7)

8. Korzystając z wykresu z rysunku 28.11 udowodnij, że gdy odkształcenie sprężyny zmienia się z x n na x k, pracę siły sprężystej wyraża się wzorem

Ze wzoru (8) widzimy, że praca siły sprężystej zależy tylko od początkowego i końcowego odkształcenia sprężyny. Dlatego jeśli ciało najpierw odkształca się, a potem wraca do stanu początkowego, to praca sprężystej siła wynosi zero. Przypomnijmy, że praca grawitacji ma tę samą właściwość.

9. W momencie początkowym napięcie sprężyny o sztywności 400 N / m wynosi 3 cm, a sprężyna rozciąga się o kolejne 2 cm.
a) Jakie jest ostateczne odkształcenie sprężyny?
b) Jaką pracę wykonuje siła sprężystości sprężyny?

10. W momencie początkowym sprężyna o sztywności 200 N/m jest rozciągana o 2 cm, aw końcowym ściskana o 1 cm Jaka jest praca siły sprężystej sprężyny?

4. Praca siły tarcia

Pozwól ciału ślizgać się na stałym wsporniku. Siła tarcia ślizgowego działająca na korpus jest zawsze skierowana przeciwnie do ruchu, dlatego praca siły tarcia ślizgowego jest ujemna dla dowolnego kierunku ruchu (rys. 28.12).

Jeśli więc pręt zostanie przesunięty w prawo, a kołkiem w tej samej odległości w lewo, to mimo powrotu do pozycji wyjściowej, sumaryczna praca siły tarcia ślizgowego nie będzie równa zeru. Jest to najważniejsza różnica między pracą siły tarcia ślizgowego a pracą siły grawitacji i siły sprężystości. Przypomnijmy, że praca tych sił podczas ruchu ciała po zamkniętej trajektorii jest równa zeru.

11. Pręt o masie 1 kg przesunięto po stole tak, aby jego trajektoria okazała się kwadratem o boku 50 cm.
a) Czy blok powrócił do punktu wyjścia?
b) Jaka jest całkowita praca siły tarcia działającej na pręt? Współczynnik tarcia między prętem a stołem wynosi 0,3.

5. Moc

Często ważna jest nie tylko wykonana praca, ale także szybkość pracy. Charakteryzuje się mocą.

Moc P jest stosunkiem wykonanej pracy A do przedziału czasu t, w którym ta praca jest wykonywana:

(Czasami moc w mechanice jest oznaczana literą N, a w elektrodynamice literą P. Uważamy, że wygodniej jest użyć tego samego oznaczenia mocy.)

Jednostką mocy jest wat (oznaczony: W), nazwany na cześć angielskiego wynalazcy Jamesa Watta. Ze wzoru (9) wynika, że

1 W = 1 J/s.

12. Jaką moc rozwija osoba, która równomiernie podnosi wiadro wody o wadze 10 kg na wysokość 1 m przez 2 s?

Często wygodnie jest wyrażać moc nie w kategoriach pracy i czasu, ale w kategoriach siły i szybkości.

Rozważmy przypadek, w którym siła jest skierowana wzdłuż przemieszczenia. Wtedy praca siły A = Fs. Podstawiając to wyrażenie do wzoru (9) na moc, otrzymujemy:

P = (Fs)/t = F(s/t) = Fv. (dziesięć)

13. Samochód jedzie po poziomej drodze z prędkością 72 km/h. Jednocześnie jego silnik rozwija moc 20 kW. Jaka jest siła oporu ruchu samochodu?

Wskazówka. Gdy samochód porusza się po poziomej drodze ze stałą prędkością, siła trakcyjna jest równa wartości bezwzględnej siły oporu samochodu.

14. Ile czasu zajmie równomierne podniesienie bloku betonowego o masie 4 ton na wysokość 30 m, jeśli moc silnika żurawia wynosi 20 kW, a sprawność silnika żurawia 75%?

Wskazówka. Sprawność silnika elektrycznego jest równa stosunkowi pracy podnoszenia ładunku do pracy silnika.

Dodatkowe pytania i zadania

15. Z balkonu wysokiego i pod kątem 45º do horyzontu wyrzucana jest kula o masie 200 g. Po osiągnięciu w locie maksymalnej wysokości 15 m piłka spadła na ziemię.
a) Jaką pracę wykonuje grawitacja przy podnoszeniu piłki?
b) Jaką pracę wykonuje grawitacja, gdy piłka jest opuszczona?
c) Jaką pracę wykonuje grawitacja podczas całego lotu piłki?
d) Czy w stanie są dodatkowe dane?

16. Kula o wadze 0,5 kg jest zawieszona na sprężynie o sztywności 250 N/m i jest w równowadze. Kula jest podnoszona tak, że sprężyna staje się nieodkształcona i zwalniana bez nacisku.
a) Na jaką wysokość została podniesiona piłka?
b) Jaka jest praca grawitacji w czasie, w którym kulka przemieszcza się do pozycji równowagi?
c) Jaka jest praca siły sprężystości w czasie, w którym kulka przemieszcza się do położenia równowagi?
d) Jaka jest praca wypadkowej wszystkich sił przyłożonych do kuli w czasie, w którym kulka przemieszcza się do położenia równowagi?

17. Sanie o wadze 10 kg zjeżdżają z zaśnieżonej góry o kącie nachylenia α = 30º bez prędkości początkowej i pokonują pewną odległość po poziomej powierzchni (ryc. 28.13). Współczynnik tarcia między sankami a śniegiem wynosi 0,1. Długość podstawy góry l = 15 m.

a) Jaki jest moduł siły tarcia, gdy sanki poruszają się po poziomej powierzchni?
b) Jaka jest praca siły tarcia, gdy sanki poruszają się po poziomej powierzchni po torze 20 m?
c) Jaki jest moduł siły tarcia, gdy sanki poruszają się pod górę?
d) Jaką pracę wykonuje siła tarcia podczas zjazdu sań?
e) Jaką pracę wykonuje grawitacja podczas zjazdu sań?
f) Jaka jest praca sił wypadkowych działających na sanie podczas zjeżdżania z góry?

18. Samochód ważący 1 tonę porusza się z prędkością 50 km/h. Silnik rozwija moc 10 kW. Zużycie benzyny wynosi 8 litrów na 100 km. Gęstość benzyny wynosi 750 kg/m3, a jej ciepło właściwe spalania 45 MJ/kg. Jaka jest sprawność silnika? Czy w stanie są dodatkowe dane?
Wskazówka. Sprawność silnika cieplnego jest równa stosunkowi pracy wykonanej przez silnik do ilości ciepła wydzielanego podczas spalania paliwa.

Prawie każdy bez wahania odpowie: w drugim. I będą się mylić. Sprawa jest dokładnie odwrotna. W fizyce opisana jest praca mechaniczna następujące definicje: praca mechaniczna jest wykonywana, gdy na ciało działa siła i ono się porusza. Praca mechaniczna jest wprost proporcjonalna do przyłożonej siły i przebytej odległości.

Formuła pracy mechanicznej

Pracę mechaniczną określa wzór:

gdzie A to praca, F to siła, s to przebyta odległość.

POTENCJAŁ(funkcja potencjalna), pojęcie, które charakteryzuje szeroką klasę fizycznych pól sił (elektrycznych, grawitacyjnych itp.) i ogólnie pól wielkości fizycznych reprezentowanych przez wektory (pole prędkości płynu itp.). W ogólnym przypadku potencjał pola wektorowego a( x,tak,z) jest taką funkcją skalarną ty(x,tak,z) że a=grad

35. Przewodniki w polu elektrycznym. Moc elektryczna.przewodniki w polu elektrycznym. Przewodniki to substancje charakteryzujące się obecnością w nich dużej liczby bezpłatnych nośników ładunku, które mogą poruszać się pod wpływem pola elektrycznego. Przewodniki obejmują metale, elektrolity, węgiel. W metalach nośnikami wolnych ładunków są elektrony zewnętrznych powłok atomów, które w wyniku interakcji atomów całkowicie tracą połączenie z „swoimi” atomami i stają się własnością całego przewodnika jako całości. Swobodne elektrony uczestniczą w ruchu termicznym jak cząsteczki gazu i mogą poruszać się w metalu w dowolnym kierunku. Pojemność elektryczna- charakterystyka przewodnika, miara jego zdolności do gromadzenia ładunku elektrycznego. W teorii obwodów elektrycznych pojemność jest wzajemną pojemnością między dwoma przewodnikami; parametr elementu pojemnościowego obwodu elektrycznego, przedstawiony w postaci sieci dwuzaciskowej. Taka pojemność jest definiowana jako stosunek wielkości ładunku elektrycznego do różnicy potencjałów między tymi przewodnikami

36. Pojemność płaskiego kondensatora.

Pojemność płaskiego kondensatora.

To. pojemność płaskiego kondensatora zależy tylko od jego wielkości, kształtu i stałej dielektrycznej. Aby stworzyć kondensator o dużej pojemności, konieczne jest zwiększenie powierzchni płytek i zmniejszenie grubości warstwy dielektrycznej.

37. Oddziaływanie magnetyczne prądów w próżni. Prawo Ampera.Prawo Ampera. W 1820 r. Ampère (francuski naukowiec (1775-1836)) ustanowił eksperymentalnie prawo, według którego można obliczyć siła działająca na element przewodzący o długości z prądem.

gdzie jest wektorem indukcji magnetycznej, jest wektorem długości elementu przewodnika poprowadzonego w kierunku prądu.

Moduł siły , gdzie jest kątem między kierunkiem prądu w przewodniku a kierunkiem pola magnetycznego. Dla przewodu prostego z prądem w polu jednorodnym

Kierunek działającej siły można określić za pomocą zasady lewej ręki:

Jeśli dłoń lewej ręki jest ustawiona tak, że normalna (do prądu) składowa pola magnetycznego wchodzi do dłoni, a cztery wyciągnięte palce są skierowane wzdłuż prądu, to kciuk wskaże kierunek, w którym działa siła Ampère .

38. Natężenie pola magnetycznego. Prawo Biota-Savarta-Laplace'aSiła pola magnetycznego(oznaczenie standardowe H ) - wektor wielkość fizyczna, równa różnicy wektora Indukcja magnetyczna B oraz wektor namagnesowania J .

W Międzynarodowy układ jednostek (SI): gdzie- stała magnetyczna.

Prawo BSL. Prawo określające pole magnetyczne pojedynczego elementu prądu

39. Zastosowania prawa Biota-Savarta-Laplace'a. Dla pola prądu stałego

Do okrągłej pętli.

A dla elektrozaworu

40. Indukcja pola magnetycznego Pole magnetyczne charakteryzuje się wielkością wektorową, zwaną indukcją pola magnetycznego (wielkość wektorowa, która jest siłą charakterystyczną pola magnetycznego w danym punkcie przestrzeni). MI. (B) nie jest to siła działająca na przewodniki, jest to wielkość, którą można znaleźć przez daną siłę zgodnie z następującym wzorem: B \u003d F / (I * l) (Słownie: Moduł wektora MI. (B) jest równy stosunkowi modułu siły F, z jaką pole magnetyczne działa na przewodnik przewodzący prąd umieszczony prostopadle do linii magnetycznych, do natężenia prądu w przewodniku I i długości przewodnika l. Indukcja magnetyczna zależy tylko od pola magnetycznego. W związku z tym indukcję można uznać za ilościową charakterystykę pola magnetycznego. Określa, z jaką siłą (siła Lorentza) pole magnetyczne działa na ładunek poruszający się z prędkością. MI jest mierzony w Tesli (1 T). W tym przypadku 1 Tl \u003d 1 N / (A * m). MI ma kierunek. Graficznie można go narysować jako linie. W jednolitym polu magnetycznym MI są równoległe, a wektor MI będzie skierowany w ten sam sposób we wszystkich punktach. W przypadku niejednorodnego pola magnetycznego, na przykład pola wokół przewodnika z prądem, wektor indukcji magnetycznej zmieni się w każdym punkcie przestrzeni wokół przewodnika, a styczne do tego wektora utworzą koncentryczne okręgi wokół przewodnika.

41. Ruch cząstki w polu magnetycznym. Siła Lorentza. a) - Jeśli cząsteczka wlatuje w obszar jednorodnego pola magnetycznego, a wektor V jest prostopadły do ​​wektora B, to porusza się ona po okręgu o promieniu R=mV/qB, ponieważ siła Lorentza Fl=mV^2 /R pełni rolę siły dośrodkowej. Okres obrotu wynosi T=2piR/V=2pim/qB i nie zależy od prędkości cząstki (dotyczy to tylko V<<скорости света) - Если угол между векторами V и B не равен 0 и 90 градусов, то частица в однородном магнитном поле движется по винтовой линии. - Если вектор V параллелен B, то частица движется по прямой линии (Fл=0). б) Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущиеся в нем заряды, называют силой Лоренца.

Siła L. jest określona zależnością: Fl = q V B sina (q to wartość poruszającego się ładunku; V to moduł jego prędkości; B to moduł wektora indukcji pola magnetycznego; alfa to kąt między wektor V i wektor B) Siła Lorentza jest prostopadła do prędkości i dlatego nie działa, nie zmienia modułu prędkości ładunku i jego energii kinetycznej. Ale kierunek prędkości zmienia się w sposób ciągły. Siła Lorentza jest prostopadła do wektorów B i v, a jej kierunek określa się przy użyciu tej samej zasady lewej ręki, co kierunek siły Ampère'a: jeśli lewa ręka jest ustawiona tak, że składowa indukcji magnetycznej B jest prostopadła do prędkość ładunku, wchodzi do dłoni, a cztery palce są skierowane wzdłuż ruchu ładunku dodatniego (przeciwko ruchowi ładunku ujemnego), wówczas kciuk zgięty o 90 stopni wskaże kierunek siły Lorentza działającej na ładunek F l .