Lực Lorenxơ là gì? Công thức, quy tắc và nhiều kiến thức khác

Lực Lorenxơ là một lực tác động lên các hạt mang điện tích di chuyển trong một từ trường, nó có nhiều lợi ích cho cuộc sống. Tìm hiểu lực Lorenxơ là gì? tại đây.

Trong vật lý có rất nhiều định luật và lực mang những tên gọi khác nhau. Mỗi nhân tố đều giữ những vai trò quan trọng trong vật lý học và thực tế. Điển hình trong số đó là lực Lorenxơ, một lực tác động lên các hạt mang điện tích. Trong bài này tech24 sẽ tổng hợp lại cho mọi người những lý thuyết liên quan mật thiết đến lực này, để mọi người hiểu lực Lorenxơ là gì?

Lực Lorenxơ là gì?

Khám phá khái niệm về lực tác động lên điện tích

Lực Lorenxơ là một lực tác động lên các hạt mang điện tích di chuyển trong một từ trường. Lực này được đặt theo tên của nhà vật lý người Hà Lan, Hendrik Lorentz. Lực Lorenxơ là kết quả của tương tác giữa lực từ và tốc độ của hạt mang điện tích.

Nguồn gốc của lực Lorenxơ?

Nhà vật lý Hendrik Lorentz là người đã nghiên cứu ra ý nghĩa của lực này

Oliver Heaviside được cho là người đầu tiên suy luận ra công thức cho lực Lorenxơ vào năm 1889. Tuy nhiên, một số nhà lịch sử cho rằng James Clerk Maxwell đã đưa ra công thức này trong một bài báo năm 1865. Công thức này được đặt theo tên của nhà vật lý người Hà Lan Hendrik Lorentz, người tìm ra công thức sau Heaviside một vài năm và đã nghiên cứu và giải thích chi tiết ý nghĩa của lực này vào cuối thế kỷ 19.

Ứng dụng thực tế của lực Lorenxơ là gì?

Lực này mang đến nhiều ứng dụng tiện ích cho cuộc sống con người

Lực Lorenxơ là một lực tác động lên một vật di chuyển trong một trường từ. Nó được mô tả bởi công thức Lorenxơ và có nhiều ứng dụng thực tế. Dưới đây là một số ứng dụng của lực này:

• Đường ống dẫn điện: Lorenxơ được sử dụng để giải thích hiện tượng điện từ trong đường ống dẫn điện. Khi dòng điện chạy qua đường ống dẫn điện trong một trường từ, lực này động lên các hạt điện tử trong đường ống, gây ra sự chuyển động của chúng và tạo ra hiện tượng điện từ.
• Máy phát điện: Lorenxo cũng được sử dụng trong máy phát điện để tạo ra dòng điện xoay chiều. Máy phát điện hoạt động dựa trên nguyên lý tạo ra lực này trong cuộn dây quay, khi cuộn dây quay xoay trong một trường từ, tạo ra dòng điện xoay chiều.
• Máy điện từ: lực này cũng được sử dụng trong máy điện từ như động cơ điện từ và máy phát điện từ. Trong các máy này, lực này tác động lên các dây dẫn điện trong một trường từ, tạo ra chuyển động và tạo ra công suất điện.
• Thiết bị đo lường: Lorenxơ cũng được sử dụng trong các thiết bị đo lường như máy đo dòng điện và máy đo tốc độ. Các thiết bị này sử dụng lực này để tạo ra các hiệu ứng điện từ và đo lường các thông số tương ứng.
• Vật lý và điện tử: lực này được sử dụng trong các thiết bị điện tử như máy in, máy quét, và các thiết bị phát sóng điện từ. Nó cũng được sử dụng trong các thiết bị truyền hình và máy phát điện từ động cơ MHD (Magnetohydrodynamic).
• Vật lý hạt: Lực này đóng vai trò quan trọng trong vật lý hạt như trong các thiết bị gia tốc hạt, nghiên cứu về từ trường và các hiện tượng liên quan đến từ trường.
• Vật lý lượng tử: Lorenxơ được sử dụng trong vật lý lượng tử để mô tả tương tác giữa các hạt điện tích trong các hệ thống lượng tử.
• Nghiên cứu về vật liệu: Lorenxơ được sử dụng để nghiên cứu các tính chất vật liệu, như dẫn điện, từ trường và nhiệt độ.
• Nghiên cứu về vật lý không gian: Lực này cũng được sử dụng để nghiên cứu các hiện tượng vật lý trong không gian, như tác động của từ trường lên các tàu vũ trụ và các vật thể di chuyển trong không gian.

Công thức tính lực Lorenxơ là gì?

Lực Lorenxơ là một lực tác động lên một vật chuyển động trong một trường từ và điện. Công thức tính lực Lorenxơ được sử dụng để tính lực tác động lên một điện tích di chuyển trong một trường từ và điện.

Lực Lorenxơ luôn vuông góc với cả vận tốc và từ trường và điện

Trong trường hợp Lorenxơ tác động lên một điện tích di chuyển trong một từ trường và điện. Chúng ta nhân điện tích của vật (q) với tích vô hướng của vận tốc (V) và từ trường (B) và điện trường (E). Kết quả là một vector lực có hướng vuông góc với cả vận tốc và trường từ và điện.

Công thức này có dạng:

Trong đó:

• F là lực Lorenxơ
• q là điện tích của vật (đơn vị là C)
• v là vận tốc của vật (đơn vị là m/s)
• B là từ trường B (đơn vị là T)
• Điện trường E (V/m)

Công thức này chỉ áp dụng cho điện tích di chuyển trong một trường từ và điện. Khi áp dụng công thức này, ta cần lưu ý rằng lực Lorenxơ luôn vuông góc với cả vận tốc và từ trường và điện.

Công thức tính lực Lorenxơ có góc α (alpha)

Mọi người hãy vận dụng đúng công thức để tính được Lorenxơ

Công thức có dạng:

Trong đó:

• F là độ lớn lực Lorenxơ, có đơn vị Niu tơn (N);
• q0 là điện tích, có đơn vị Cu lông (C);
• v là vận tốc của hạt điện tích, có đơn vị m/s;
• α là góc giữa vectơ vận tốc v vectơ cảm ứng từ B

Cách xác định phương, hướng và độ lớn của lực Lorenxơ

Cần xác định phương và chiều của lực chính xác khi muốn tính toán vật lý

Để xác định phương, hướng và độ lớn của lực Lorenxơ, chúng ta có thể sử dụng các công thức và quy tắc sau:

Xác định phương của lực Lorenxơ

Phương của lực này vuông góc với với vectơ v và vectơ B

Xác định hướng (chiều) của lực Lorenxơ

Bằng cách áp dụng quy tắc bàn tay trái, mọi người có thể xác định được chiều của lực. Chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều chuyển động của điện tích thì ngón tay cái choãi ra 90 độ chỉ chiều của lực này, ứng với điện tích dương và ngược chiều lực này với điện tích âm.

Xác định độ lớn của lực Lorenxơ

Độ lớn của lực được xác định bởi công thức

• P = F.v (trong đó P là công suất, v là vận tốc của vật di chuyển)

hoặc

• F = q.(v x B) (trong đó q là điện tích của vật, v là vận tốc của vật, và B là từ trường từ hoặc từ điện).

Phát biểu quy tắc bàn tay trái cho lực Lorenxơ

Quy tắc bàn tay trái hỗ trợ mọi người xác định hướng và chiều của rất nhiều lực

Quy tắc bàn tay trái nhằm xác định các nội dung liên quan đến lực Lorenxơ được phát biểu như sau:

Bước 1: Tạo góc vuông để từ trường hướng vào bàn tay

Bạn hãy mở bàn tay trái của mình sao cho ngón tay trỏ, ngón giữa và ngón áp út tạo thành một góc vuông và sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay.

Bước 2: Xác định hướng (chiều) của vector v

Hãy tập xác định và ghi nhận kết quả thực hiện lại. Hướng (chiều) từ cổ tay đến ngón giữa là chiều của vectơ v khi:

• Khi q > 0 thì chiều của Lorenxơ là chiều của ngón tay cái.
• Khi q < 0 thì chiều của Lorenxơ là chiều ngược lại với chiều của ngón tay cái.

Bước 3: Xác định hướng (chiều) lực Lorenxơ

Hãy quan sát cẩn thận chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều của ngón cái choãi ra.

Ví dụ:

Nếu bạn đặt tay trái của mình vào một trường từ và ngón trỏ của bạn chỉ về phía trước, ngón giữa của bạn chỉ về phía trên và ngón áp út của bạn chỉ về phía trái, thì lực Lorenxơ sẽ có hướng từ trước ra sau, từ trên xuống và từ trái sang phải.

Qua bài viết này tech24 tin rằng mọi người đã hiểu hơn về khái niệm lực Lorenxơ là gì?. Cách xác định các yếu tố liên quan đến lực này như phương, hướng và độ lớn đã được trình bày khá chi tiết. Mong rằng bài viết này sẽ thật hữu ích với mọi người và giúp đỡ phần nào cho quá trình nghiên cứu và học tập của các sĩ tử.