Julia 69 wyśw. 08-01-2024 21:04

2019C.5

Rozważmy inną sytuację. Tym razem w chwili początkowej proton i elektron znajdują się w płaszczyźnie pomiędzy dwoma przewodnikami (zobacz rysunek 2.). Prędkości początkowe obu cząstek są równoległe do przewodników, a wartości tych prędkości są takie, jak w sytuacji opisanej poprzednio (tej przedstawionej na rysunku 1.).

Tym razem wartości wypadkowych sił magnetycznych Lorentza, działających na każdą z cząstek, w porównaniu do sytuacji przedstawionej na rysunku 1., są

A. większe             ponieważ wypadkowa                     1. większa niż wzdłuż linii 1 lub 2

B. takie same         indukcja pola magnetycznego,         2. taka sama jak wzdłuż linii 1 lub 2

C. mniejsze            wzdłuż linii 3 lub 5 jest                   3. mniejsza niż wzdłuż linii 1 lub 2


Nie wiem skąd wynika odpowiedź C3. 
matura czerwiec 2019 Dodaj post do ulubionych Poproś o pomoc
s.gugula 09-01-2024 11:52

Dla ułatwienia rozpatrzmy sobie np. tylko proton i na poczatku rozważmy sytuację z rysunku pierwszego, gdy znajduje się on na linii nr 1. Wartość siły Lorentza działającej na ten proton zapiszemy jako F = q*v*B, a zatem widzimy, że im większe B, tym większa ta siła (bo q to łądunek protonu, który się nie zmienia, a v to jego prędkość - zgodnie z treścią w obu sytuacjach jest ona równiez taka sama, więc wszystko zależy od B). Zauważmy, że na linii nr 1 wartość B jest złożeniem indukcji B pochodzącej od lewego i prawego przewodnika. Wektor B pochodzący od obu przewodników w miejscu gdzie leży linia 1 jest zwrócony przed tablicę (wynika to z reguły prawej dłoni), więc wartości tych wektorów się ze sobą sumują dając wypadkową wartość indukcji B. Natomiast w drugiej sytuacji, gdy proton znajduje się na linii nr 3, to składowe wektory indukcji B pochodzące od obu przewodników mają w tym miejscu przeciwne zwroty - wektor B pochodzący od przewodnika po prawej stronie dalej jest zwrócony przed tablicę, ale wektor B pochodzący od przewodnika po lewej stronie ma już zwrot za tablicę. A zatem wypadkowa wartość indukcji B jest teraz różnicą wartości wektorów składowych pochodzących od każdego z przewodników z osobna. Dlatego jest ona w drugiej sytuacji mniejsza niż w pierwszej i dlatego siła Lorentza w drugim przypadku jest mniejsza niż w pierwszym, stąd odpowiedź C3. Analogiczne rozumowanie można zastosować bowiem dla elektronu.