2017C.9.3

W pierwszym przypadku wyłączamy pole elektryczne, a więc cząstka porusza się tylko w polu magnetycznym, zatem jedyną siłą jaka na nią działa jest siła Lorentza. Wektor prędkości cząstki jest prostopadły do wektora indukcji pola magnetycznego B, więc wówczas, zgodnie z tym co mówiliśmy na zajęciach nr 14, torem ruchu jest fragment okręgu (bo siła Lorentza pełni rolę siły dośrodkowej).

W drugim przypadku wyłączamy pole magnetyczne, więc mamy czastkę poruszającą się tylko w polu elektrycznym - działa na nią zatem tylko siłą elektryczna, która zwrócona jest w tym przypadku pionowo w dół. A to jest sytuacja, o której mówiliśmy na zajęciach z elektrostatyki - czastka porusza się wtedy analogicznie do przypadku gdy mamy rzut poziomy, a wtedy torem ruchu faktycznie jest parabola.

A z czego to tak właściwie wynika? Obie z tych sił są zwrócone prostopadle do wektora prędkości, więc czy oba nie powinny być fragmentami okręgu?

W początkowym momencie tak w istocie jest. Ale zauważ, że z uwagi na definicję siły Lorentza (q * v x B), ta w każdym momencie ruchu będzie zwrócona prostopadle do wektora prędkości cząstki, bo jest ona wynikiem iloczynu wektorowego, w którym jednym z czynników jest właśnie wektor prędkości cząstki. Natomiast siła elektryczna od prędkości cząstki nie zależy, to jest po prostu Fel = q*E, a ponieważ jest to pole jednorodne - E ma stały kierunek i zwrot - to siłą Fel też zawsze ma stały kierunek i zwrot, a zatem ona nie "dopasowuje się" do wektora prędkości. Więc ona tylko w chwili początkowej jest zwrócona prostopadle do prędkości, a potem już nie.