
Στο σχήμα βλέπετε την τομή ενός ομογενούς μαγνητικού πεδίου, σχήματος τετραγώνου, στο επίπεδο της σελίδας, με ένταση κάθετη στο επίπεδο της σελίδας. Κάποια στιγμή τρία φορτισμένα σωματίδια x, y και z, με φορτία q1 >0, q2<0 και q3>0 αντίστοιχα, εισέρχονται στο μαγνητικό πεδίο, όπως στο σχήμα.
i) Να σχεδιάσετε τις δυνάμεις Lorentz που ασκούνται από το πεδίο στα σωματίδια, μόλις εισέλθουν στο πεδίο.
ii) Από ποια πλευρά του πεδίου, μπορεί να εξέλθει το σωματίδιο x; Από τι εξαρτάται τελικά η πλευρά εξόδου;
iii) Αν το σωματίδιο y, κινηθεί στο πεδίο για χρονικό διάστημα ίσο με ¼ της περιόδου του, να σχεδιάσετε την τροχιά του.
iv) Αν το σωματίδιο z εξέρχεται από το πεδίο από την πλευρά ΒΓ, τότε ο χρόνος κίνησής του, μέσα στο πεδίο, είναι:
α) t3 < Τ/4, β) t3 = Τ/4, γ) t3 > Τ/4.
όπου Τ η περίοδος της κυκλικής τροχιάς που διαγράφει.
Καλησπέρα Διονύση. Είχαμε την ίδια έμπνευση.
Πολύ διδακτική διερεύνηση των σημείων εξόδου. Στο ερώτημα (ii), επειδή η απάντηση επηρεάζεται από το ειδικό φορτίο, ίσως στην εκφώνηση να αναφέρεται
“τρία φορτισμένα σωματίδια x, y και z, μαζών m1, m2, m3…” ώστε να θεωρείται δεδομένο.
Εναλλακτική λύση στο (iii), φ = 2θ = 90 ως υπό χορδής και εφαπτομένης.
Καλημέρα Ανδρέα και καλή βδομάδα.
Σε ευχαριστώ για το σχολιασμό και την τοποθέτηση.
Όσον αφορά το ειδικό φορτίο, είναι βασικό στοιχείο που καθορίζει το σημείο εξόδου, όπως το έχεις παρουσιάσει όμορφα στην ανάρτησή σου. Αλλά αυτό μας ενδιαφέρει όταν θέλουμε με ίδιες ταχύτητες να συγκρίνουμε ακτίνες ή χρόνους, οπότε η μάζα είναι ένας παράγοντας που δεν μπορεί να αγνοειθεί.
Παραπάνω τα τρία σωματίδια μπαίνουν από διαφορετικά σημεία και η ερώτηση ii) απαντάται για “οποιαδήποτε” μάζα του κάθε σωματιδίου. Με ποιες ταχύτητες θα ρωτήσεις θα βγει από την πλευρά ΑΒ; Μα αυτό δεν μας απασχολεί εδώ.
Αυτό που θέλω να περάσει είναι ότι αν ένα οποιοδήποτε σωματίδιο στο μέσον της ΑΔ, ανάλογα με την ταχύτητά του μπορεί να εξέλθει από το πεδίο από τις τρεις πλευρές…