洛伦兹力为什么不改变动能,不是改变了合速度么
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/17 03:31:20
洛伦兹力为什么不改变动能,不是改变了合速度么
洛伦兹力为什么不改变动能,不是改变了合速度么
洛伦兹力为什么不改变动能,不是改变了合速度么
一个电荷或物体,它的动能改变的前提条件,必然是有个力对它做功.
而功是力与位移的乘积.功是一个标量,力与位移是矢量.
磁场力与电荷的位移永远呈90度角.
假设力的方向为正方向的话,在此方向上的位移永远是零.
假设位移方向为正方向的话,在此方向上的力永远是零.
那么,它们俩的乘积,即功就是零.换言之,磁场力不对电荷做功.
由于没有做功,动能也就不变.速度不变,速度的方向始终在变.
以某个初速度进入匀强磁场的电荷运动图如下:
最终它是做匀速圆周运动的.就好比月球绕着地球转,它的动能肯定不会增加.因为能量是一个标量.
以上是高中物理的解释.
如果是大学物理的话,洛伦茨力是有可能改变电荷的动能的.
因为高中物理的洛伦兹力只包括磁场力.而大学物理的话,洛伦兹力包括磁场力和电场力.
磁场力永远不对运动电荷做功,但电场力是有可能的.
也就是在上面那个图的基础上再加入电场力的作用,相当于正电荷由屏幕中向外做等螺旋运动.
电场力和由于电场力而做的由屏幕向外的分速度是同向的,那么,电场力就对电荷做功.既然做功,动能就会改变.
因为洛伦兹力总是与物体运动的方向垂直,所以只改变了速度的方向,而没有改变速度的大小,动能是由速度和质量的大小决定的,所以未改变
你说的合速度是矢量单位,合速度包括速度大小与方向,改变是因为方向改变了;
二动能是标量,为(1/2)*MV^2,只和物体质量和速度大小有关。
洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向,不改变速度大小。而动能与运动方向无关,只由质量与速度大小确定。所以洛伦兹力不改变(带电粒子)动能。