A quanto posso andare in quel campo?

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enomis_costa88
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A quanto posso andare in quel campo?

Messaggio da enomis_costa88 »

Questo è dedicato a Pig :P ed è utillimo per capire come funzionano i campi magnetici.

Una particella carica di massa $ m $ e di carica $ q $ entra in un campo magnetico uniforme $ B=Bi $ con velocità iniziale $ v=v_{0x}i+v_{0y}j $ .
Trovare l'espressione facendo l'uso dei versori per la sua velocità v in qualsiasi istante successivo t.

Ricordatevi sempre che siamo matematici e non fisici..il primo che tira fuori equazioni differenziali si piglia una valanga di insulti!
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luiz
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Messaggio da luiz »

ma è giusto mettere x e y come pedici di v0 quando si usano i versori?
...forse ho un ricordo sbagliato di versore qualcuno me li può chiarire al volo?
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BMcKmas
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Messaggio da BMcKmas »

dato un vettore (non nullo) si ottiene il suo versore moltiplicandolo per l'inverso del suo modulo. Il versore conserva quindi solo le caratteristiche di direzione e verso e perde le dimensioni fisiche e l'intensità. Per questo il modo di scrivere su indicato è coerente
BMcKMas

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Pigkappa
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Messaggio da Pigkappa »

Ecco la bellissima soluzione di cui parlava enomis :D

Soluzione)Facendo i conti si ricava $ \displaystyle F(t)=qBv_z j - qBv_yk $ (j è il versore sull'asse y, k sull'asse z). Da qua vediamo intanto che la componente x della velocità è costante.
Usando la solita legge di Newton, da lì troviamo:

$ \displaystyle a_z(t)=-\frac{qB}{m} v_y k $
$ \displaystyle a_y(t)=\frac{qB}{m} v_z j $

Ma questo è un bellissimo (...) sistema di equazioni differenziali! Integrando, chiamando in modo giusto le cose e ricavando ottengo:

$ \displaystyle y''=-\frac{q^2B^2}{m^2}y+Roba $

Dove roba è una costante brutta a piacere. La mia conoscenza delle equazioni differenziali è sottozero (sono in quarta e non le ho mai studiate), però mi accorgo che quella roba è molto simile a $ \displaystyle F=-kx $ che è la legge di Hooke... Perciò immagino che una soluzione sia del tipo:

$ \displaystyle y = y_m cos(\frac{qB}{m}t +\phi})+c_1y+c_2y^2 $

E vedo che derivando due volte questa, funziona... Da qua scrivo $ \displaystyle y' $, $ \displaystyle y'' $, impongo che All'inizio il corpo avesse velocità $ \displaystyle v_{0y} $, fosse in y=0 e avesse accelerazione nulla e ricavo:

$ \displaystyle v_y=v_{0y} cos(\frac{qB}{m}t) $

Poi dal sistema di prima ricavo anche:

$ \displaystyle v_z = -v_{0y}sin(\frac{qB}{m}t) $
killing_buddha
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Re: A quanto posso andare in quel campo?

Messaggio da killing_buddha »

enomis_costa88 ha scritto:Ricordatevi sempre che siamo matematici e non fisici..il primo che tira fuori equazioni differenziali si piglia una valanga di insulti!
Hehe... parla per te :P
Pigkappa
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Messaggio da Pigkappa »

Ok, posto anche l'altra soluzione che ho trovato... Però quella sopra era più bella.

Soluzione)$ \displaystyle F = qv_{0y}B=mv_{0y}^2/R $ da cui $ R=\frac{mv_{0y}}{qB} $. Questo perchè, essendo la forza sempre perpendicolare alla velocità sul piano y-z, il moto è circolare e anche uniforme. Avendo v ed R, ricavo $ w=qB/m $. Poi, facendo la figura, e scomponendo il vettore velocità tangente alla traiettoria, si vede che $ \displaystyle v_y=v_{0y}cos(wt) $ e $ \displaystyle v_z=-v_{0y}sin(wt) $.

Fine, ma l'altra era più bella! :P
BMcKmas
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Messaggio da BMcKmas »

Pigkappa ha scritto: ... il moto è circolare e anche uniforme......
veramente a me sembra elicoidale e uniforme .....
BMcKMas

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Pigkappa
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Messaggio da Pigkappa »

Parlavo solo del piano y-z, ovviamente...
luiz
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Messaggio da luiz »

Pigkappa ha scritto:Ok, posto anche l'altra soluzione che ho trovato... Però quella sopra era più bella.

Soluzione)$ \displaystyle F = qv_{0y}B=mv_{0y}^2/R $ da cui $ R=\frac{mv_{0y}}{qB} $. Questo perchè, essendo la forza sempre perpendicolare alla velocità sul piano y-z, il moto è circolare e anche uniforme. Avendo v ed R, ricavo $ w=qB/m $. Poi, facendo la figura, e scomponendo il vettore velocità tangente alla traiettoria, si vede che $ \displaystyle v_y=v_{0y}cos(wt) $ e $ \displaystyle v_z=-v_{0y}sin(wt) $.

Fine, ma l'altra era più bella! :P
si ma questa è più matematica!!! :lol:
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Bacco
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Re: A quanto posso andare in quel campo?

Messaggio da Bacco »

enomis_costa88 ha scritto:Ricordatevi sempre che siamo matematici e non fisici..il primo che tira fuori equazioni differenziali si piglia una valanga di insulti!
:evil: :evil: :evil:
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