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Lorentz-Kraft auf eine bewegte Ladung, F = |q|·v·B·sinθ: Ladungseinheiten bis zur Elementarladung e, wählbare Geschwindigkeit und Feld (einschließlich Gauß); die Kraft steht stets senkrecht zu Geschwindigkeit und Feld und verrichtet daher keine Arbeit — sie krümmt Bahnen, statt zu beschleunigen (Prinzip von Zyklotron und Bildröhre), gerichtet entlang v × B und umgekehrt für negative Ladungen. Anker: 1 C, 1 m/s, 1 T im rechten Winkel ergeben genau 1 N; ein Elektron mit 10⁶ m/s in 1 mT spürt 1.60218×10⁻¹⁶ N und wird auf einen 5,7-mm-Kreis gebogen.
Ausführung
Fülle das Formular aus, starte das Tool und prüfe das Ergebnis an einem Ort.
Beispiele
Verwandt
Leitfaden zur Tool-Nutzung
Der Lorentz-Kraft-Rechner berechnet die magnetische Kraft auf eine bewegte elektrische Ladung nach der Formel F = |q|·v·B·sinθ. Mit flexiblen Einheiten für Ladung (von Elementarladungen bis Coulomb), Geschwindigkeit und magnetische Flussdichte (Tesla bis Gauß) ermittelt das Tool schnell den Kraftbetrag sowie die Richtungsabhängigkeit relativ zum Kreuzprodukt v × B.
Hintergrund
Überprüfung der Basiseinheiten-Definition der Lorentzkraft im Grundpraktikum.
Aufgabe
Berechnung der resultierenden Kraft für standardisierte SI-Einheiten unter 90 Grad.
Verwendung
Trage q = 1 C, v = 1 m/s, B = 1 T und θ = 90° ein.
Ergebnis
Exakt 1 N Kraftbetrag gerichtet entlang des Vektorprodukts v × B.
Hintergrund
Untersuchung der Bahnkrümmung schneller Elektronen in einer evakuierten Röhre.
Aufgabe
Ermittlung der Kraft auf ein einzelnes Elektron bei 1.000.000 m/s in einem 1-mT-Feld.
Verwendung
Wähle q = -1 e, v = 1000000 m/s, B = 1 mT und θ = 90°.
Ergebnis
Kraftbetrag von 1,60218×10⁻¹⁶ N, entgegen der Rechte-Hand-Regel gerichtet.
Er verwendet F = |q|·v·B·sinθ, wobei θ der Winkel zwischen Geschwindigkeitsvektor v und Magnetfeld B ist.
Da die Kraft stets senkrecht zur Bewegungsrichtung steht, ändert sie nur die Flugbahn der Ladung, nicht aber deren kinetische Energie.
Der Kraftbetrag bleibt positiv, aber die Wirkungsrichtung kehrt sich gegenüber der Rechte-Hand-Regel (v × B) um.
Unterstützt werden Tesla (T), Millitesla (mT), Mikrotesla (µT) und Gauß (G).
Da sin(0°) = sin(180°) = 0 ist, wirkt keine Lorentzkraft auf eine parallel zum Feld bewegte Ladung.