Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Ruch naładowanej cząstki w skrzyżowanych polach

Symulacja pozwoli Ci na badanie ruchu naładowanej dodatnio cząstki w skrzyżowanych polach elektrycznym i magnetycznym. Wektor prędkości początkowej cząstki leży w płaszczyźnie XY. Siła elektryczna działa na nią w dodatnim kierunku osi X. Siła magnetyczna (zawsze prostopadła zarówno do wektora indukcji magnetycznej, jak i prędkości) działa na cząstkę w ujemnym kierunku osi X. Ruch odbywa się więc wyłącznie w płaszczyźnie XY.

W symulacji można zmieniać wartość indukcji magnetycznej B, natężenia pola elektrycznego E oraz obie składowe prędkości początkowej cząstki, w kierunkach X i Y. Po ustawieniu tych parametrów, postaraj się najpierw przewidzieć tor ruchu cząstki, a potem uruchomić symulację, by zweryfikować swoją hipotezę.

Uwaga: Praca z symulacją jest wygodniejsza po przełączeniu na widok pełnoekranowy. Zawsze po zmianie parametrów kliknij na przycisk RESET.

RC0kwrhRGZVaC
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.
Polecenie 1

Dobierz takie parametry początkowe, by ruch naładowanej cząstki był prostoliniowy. Sprawdź, czy spełniają one warunek wyprowadzony w części „Warto przeczytać”.

Opis symulacji
W oknie symulacji widoczny jest dwuwymiarowy układ współrzędnych. Oś pozioma jest podpisana jako x, oś pionowa jako y. Widoczne są dodatnie i ujemne wartości osi x i tylko dodatnie wartości osi y. Pod osią x znajduje się linia pola elektrycznego zaznaczona poziomą strzałką biegnącą od lewej do prawej strony obrazka i podpisana wielką literą E. Nad literą E znajduje się mała pozioma strzałka skierowana w prawo będąca oznaczeniem wektora. W lewej górnej części układu współrzędnych znajduje się przedstawienie jednej linii pola magnetycznego. Linia pola magnetycznego jest przedstawiona w postaci koła z krzyżykiem wpisanym wewnątrz. Koło jest opisane wielką literą B. Pod układem współrzędnych znajdują się przyciski oznaczone START, STOP I RESET. Po lewej stronie układu znajdują się cztery paski ustawione w dwa rzędy po dwa. W górnym rzędzie, za pomocą lewego paska można ustalić wartość natężenia pola elektrycznego (w woltach na metr), a za pomocą prawego paska – wartość indukcji magnetycznej (w teslach). Natężenie pola oznaczone jest wielką literą E, indukcja magnetyczna wielką literą B. W dolnym rzędzie, za pomocą lewego paska można ustalić wartość pionowej prędkości cząstki, a za pomocą prawego – wartość prędkości poziomej. Obie prędkości są wyrażone w metrach na sekundę i są oznaczone małą literą v, z indeksem dolnym x lub y, w zależności od składowej. Po wyborze wartości prędkości w początku układu współrzędnych pojawia się strzałka pokazująca kierunek i długość wektora. Po wyborze wszystkich parametrów i wciśnięciu przycisku START rysowany jest tor ruchu cząstki. Animację można zatrzymać za pomocą przycisku STOP. Za pomocą przycisku RESET można wyczyścić okno animacji.

R1DPhNCcafqpa
Ćwiczenie 1
Przy pewnych wartościach natężenia pola elektrycznego i indukcji magnetycznej cząstka porusza się po okręgu, po torze skierowanym przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Co należałoby zrobić, aby cząstka poruszała się po torze zgodnie z ruchem wskazówek zegara? Możliwe odpowiedzi: 1. zmniejszyć wartość indukcji magnetycznej, 2. zmniejszyć wartość natężenia pola, 3. zwiększyć pionową składową prędkości, 4. zmniejszyć poziomą składową prędkości
1
Polecenie 2

Gdyby prędkość początkowa cząstki była równa zeru, to czy pozostawałaby ona w spoczynku, czy poruszałaby się?

uzupełnij treść