Формулы по физике 11 класс: сила Лоренца

Сила Лоренца — это сила, действующая на движущуюся заряженную частицу в магнитном поле. Формулы позволяют определить модуль силы, учесть угол между скоростью частицы и магнитной индукцией, а также рассчитать радиус и период движения частицы по окружности.

Формулы: сила Лоренца

Что находим	Формула	Обозначения и единицы СИ
Модуль магнитной составляющей силы Лоренца	F_Л = \|q\|·v·B·sin α	F_Л — модуль силы Лоренца, Н q — электрический заряд частицы, Кл v — скорость движения частицы, м/с B — модуль магнитной индукции, Тл α — угол между направлением скорости частицы и вектором магнитной индукции, рад
Сила Лоренца при перпендикулярном движении частицы относительно магнитного поля	F_Л = \|q\|·v·B	F_Л — модуль силы Лоренца, Н q — электрический заряд частицы, Кл v — скорость движения частицы, м/с B — модуль магнитной индукции, Тл
Радиус окружности движения заряженной частицы в магнитном поле	r = m·v/(\|q\|·B)	r — радиус окружности траектории частицы, м m — масса частицы, кг v — скорость частицы, перпендикулярная магнитному полю, м/с q — электрический заряд частицы, Кл B — модуль магнитной индукции, Тл
Период обращения заряженной частицы в однородном магнитном поле	T = 2·π·m/(\|q\|·B)	T — период обращения частицы по окружности, с π — математическая константа, приблизительно равная 3,14 m — масса частицы, кг q — электрический заряд частицы, Кл B — модуль магнитной индукции, Тл

Когда какую формулу применять

Для расчёта силы, действующей на движущуюся заряженную частицу в магнитном поле, используйте формулу F_Л = |q|·v·B·sin α.
Если частица движется перпендикулярно линиям магнитной индукции, sin α = 1, поэтому применяется упрощённая формула F_Л = |q|·v·B.
Для определения радиуса траектории используйте формулу r = m·v/(|q|·B). Она применима при движении частицы перпендикулярно однородному магнитному полю. При наличии составляющей скорости вдоль поля возникает винтовая траектория.
Для расчёта времени одного полного оборота используйте формулу периода T = 2·π·m/(|q|·B). Она справедлива для нерелятивистского движения в однородном магнитном поле.
Не путайте заряд электрона со знаком заряда: в формулах модуля силы и радиуса используется абсолютное значение заряда. Направление силы определяют по правилу левой руки с учётом знака заряда. Все величины перед подстановкой переводите в единицы СИ.