تمرین (2)

پروتونی با سرعت 5 * 10 ⁶ m / s (به سمت بالا) وارد میدان مغناطیسی یكنواختی می‌شود و نیروی 8 * 10 ^-14 N در جهت غرب به آن وارد می‌گردد. وقتی این ذرّه در راستای شمال حركت می‌كند هیچ نیروی مغناطیسی به آن وارد نمی‌شود. اندازه و جهت میدان مغناطیسی در این ناحیه از فضا را تعیین كنید. (به یاد داشته باشید بار پروتون است)

راهنمایی و حل:

وقتی پروتون به سمت شمال حركت می‌كند هیچ نیرویی به آن وارد نمی‌شود، بنابراین میدان مغناطیسی در راستای شمال-جنوب امتداد دارد.

از طرف دیگر وقتی پروتون به سمت بالا حركت می‌كند نیرویی به سمت غرب به آن وارد می‌شود، بنابراین طبق قاعده دست راست، جهت میدان بایستی به سمت شمال باشد ( برای تحقیق این موضوع شست را در جهت نیرو به سمت غرب و چهار انگشتان دست راست را در جهت مسیر حركت بار (بالا) قرار دهید بدین ترتیب كف دست شما كه جهت میدان را نشان می‌دهد به سمت شمال قرار می‌گیرد.)

در حالتی كه نیرو به بار وارد می‌شود، جهت حركت بار عمود بر میدان است بنابراین خواهد بود.

حال به‌كمك رابطه شدّت میدان را به‌دست می‌آوریم:

در نقطه‌ای از كره‌ای زمین میدان مغناطیسی به سمت پایین و در راستای شمال امتداد دارد به‌طوری‌كه با افق زاویه 70⁰ می‌سازد. ( این جهت میدان مغناطیسی تقریباً برای نواحی شمالی ایران صادق است. )

شدّت میدان مغناطیسی هم است. پروتونی با سرعت به صورت افقی به سمت شمال حركت می‌كند نیروی وارد بر بار را محاسبه كنید. ( =پروتون)