Сила Лоренца — сила, с которой электромагнитное поле, согласно классической (неквантовой) электродинамике, действует на точечную заряженную частицу. Иногда силой Лоренца называют силу, действующую на движущийся со скоростью {\displaystyle \mathbf {v} }\mathbf{v} заряд {\displaystyle q\ }q\ лишь со стороны магнитного поля, нередко же полную силу — со стороны электромагнитного поля вообще[1], иначе говоря, со стороны электрического {\displaystyle \mathbf {E} }\mathbf {E} и магнитного {\displaystyle \mathbf {B} }\mathbf {B} полей. В Международной системе единиц (СИ) выражается как[2]:
Сила Лоренца, действующая на быстро движущиеся заряженные частицы в пузырьковой камере, приводит к появлению траекторий положительного и отрицательного заряда, которые изгибаются в противоположных направлениях.
Говорится, что электромагнитная сила, действующая на заряд q представляет собой комбинацию силы, действующей в направлении электрического поля E пропорциональной величине поля и количеству заряда, и силы, действующей под прямым углом к магнитному полю B и скорости v, пропорциональная величине магнитного поля, заряду и скорости. Вариации этой базовой формулы описывают магнитную силу действующую на проводник с током (иногда называемую силой Лапласа), электродвижущую силу в проволочной петле, движущейся через область с магнитным полем (закон индукции Фарадея), и силу, действующую на движущиеся заряженные частицы.
Историки науки предполагают, что этот закон подразумевался в статье Джеймса Клерка Максвелла, опубликованной в 1865 году[3] Хендрик Лоренц привёл полный вывод этой формулы в 1895 г.[4] определив вклад электрической силы через несколько лет после того, как Оливер Хевисайд правильно определил вклад магнитной силы.[5][6]
Для силы Лоренца, так же как и для сил инерции, третий закон Ньютона не выполняется. Лишь переформулировав этот закон Ньютона как закон сохранения импульса в замкнутой системе из частиц и электромагнитного поля, можно восстановить его справедливость для сил Лоренца[7].
Сила Лоренца — сила, с которой электромагнитное поле, согласно классической (неквантовой) электродинамике, действует на точечную заряженную частицу. Иногда силой Лоренца называют силу, действующую на движущийся со скоростью {\displaystyle \mathbf {v} }\mathbf{v} заряд {\displaystyle q\ }q\ лишь со стороны магнитного поля, нередко же полную силу — со стороны электромагнитного поля вообще[1], иначе говоря, со стороны электрического {\displaystyle \mathbf {E} }\mathbf {E} и магнитного {\displaystyle \mathbf {B} }\mathbf {B} полей. В Международной системе единиц (СИ) выражается как[2]:
Сила Лоренца, действующая на быстро движущиеся заряженные частицы в пузырьковой камере, приводит к появлению траекторий положительного и отрицательного заряда, которые изгибаются в противоположных направлениях.
{\displaystyle \mathbf {F} =q\left(\mathbf {E} +[\mathbf {v} \times \mathbf {B} ]\right).}{\displaystyle \mathbf {F} =q\left(\mathbf {E} +[\mathbf {v} \times \mathbf {B} ]\right).}
Говорится, что электромагнитная сила, действующая на заряд q представляет собой комбинацию силы, действующей в направлении электрического поля E пропорциональной величине поля и количеству заряда, и силы, действующей под прямым углом к магнитному полю B и скорости v, пропорциональная величине магнитного поля, заряду и скорости. Вариации этой базовой формулы описывают магнитную силу действующую на проводник с током (иногда называемую силой Лапласа), электродвижущую силу в проволочной петле, движущейся через область с магнитным полем (закон индукции Фарадея), и силу, действующую на движущиеся заряженные частицы.
Историки науки предполагают, что этот закон подразумевался в статье Джеймса Клерка Максвелла, опубликованной в 1865 году[3] Хендрик Лоренц привёл полный вывод этой формулы в 1895 г.[4] определив вклад электрической силы через несколько лет после того, как Оливер Хевисайд правильно определил вклад магнитной силы.[5][6]
Для силы Лоренца, так же как и для сил инерции, третий закон Ньютона не выполняется. Лишь переформулировав этот закон Ньютона как закон сохранения импульса в замкнутой системе из частиц и электромагнитного поля, можно восстановить его справедливость для сил Лоренца[7].
Заметим, что при прохождении точки π/2 шарик должен иметь неотличимое натяжение нити, иначе она согнется и полный оборот не получится.
Тогда по второму закону Ньютона имеем: mg = ma, т.е. a = g
Центростремительное ускорение шарика в точке π/2: g = V2^2 / R => V2^2 = g R
Теперь прибегнем к закону сохранения энергии (в точке -π/2 и π/2). Получаем (V1 - начальная скорость шарика, которую мы ищем):
mV1^2 / 2 = mV2^2/2 + mg2R
mV1^2 / 2 = (mgR + 4mgR) / 2
mV1^2 = 5mgR
V1 = √5gR