Dziś proponuję symulację toru ruchu cząstki naładowanej przemieszczającej się w obszarze, w którym występują jednocześnie dwa wzajemnie prostopadłe pola – elektryczne i magnetyczne.
Przy odpowiedniej wzajemnej orientacji takich pól na cząstkę działają dwie przeciwnie skierowane siły – magnetyczna (tzw. siła Lorentza) i siła wywierana przez pole elektryczne.
Kierunek odchylenia toru ruchu cząstki zależy od wartości obu sił. W proponowanej symulacji, jeśli dominuje siła magnetyczna, cząstka odchylana jest w górę. W sytuacji, gdy większą wartość ma siła wywierana przez pole elektryczne, następuje odchylenie kierunku ruchu cząstki w dół.
Istnieje również możliwość wystąpienia takich warunków, w których siły te równoważą się i wtedy cząstka porusza się wzdłuż linii prostej. Prędkość, przy której dla wybranych pozostałych parametrów taka sytuacja ma miejsce, obliczana jest w symulacji i wyświetlana jako wartość vr.
Jak zwykle, w symulacji możemy zmieniać wartości liczbowe w komórkach z zielonym tłem. Mamy wpływ na ładunek, masę i szybkość początkową cząstki oraz wartości indukcji B pola magnetycznego i natężenia pola elektrycznego E. Regulacji podlega również długość naelektryzowanych płyt.
Aby ułatwić zmiany wartości szybkości, można skorzystać z dodanych do symulacji przycisków:
W tym przypadku zmieniamy wartość o +/-1, 10, 100 lub 1000.
Poza kreśleniem toru ruchu symulacja oblicza: szybkość, przy której występuje równowaga sił (vr), wartości sił: magnetycznej, elektrycznej i początkowej siły wypadkowej, przyspieszenie cząstki wywołane wpływem pola elektrycznego oraz parametry ruchu cząstki w obszarze pomiędzy płytami – czas przelotu i odchylenie toru na kierunku poziomym.
Symulację wykorzystuję jako materiał poglądowy przy omawianiu zastosowań siły Lorentza w zadaniach maturalnych. Poza tym symulacja bardzo ułatwia tworzenie kart pracy. Przykładowa karta pracy zawarta jest w jednym z plików do pobrania pod tym artykułem.
Fizyka Okiem Praktyka 
Musisz się zalogować aby dodać komentarz.