로렌츠 힘 계산기

로렌츠 힘은 전기장과 자기장이 하전 입자에 작용하는 방식을 설명합니다. 벡터 형태로는 전기장과 속도 및 자기장의 외적을 더한 뒤 전하량을 곱한 값입니다. 전기력은 입자가 움직이거나 정지해 있어도 입자를 가속할 수 있습니다. 자기력은 입자가 자기장에 대해 움직일 때만 생길 수 있으며 속도와 자기장 모두에 수직으로 작용합니다. 이 계산기는 전체 3차원 힘 벡터와 그 크기를 SI 단위로 계산합니다. 직교 좌표 성분은 방향을 명확히 나타냅니다. 속도와 자기장의 외적에서 X 성분은 속도 Y 성분과 자기장 Z 성분의 곱에서 속도 Z 성분과 자기장 Y 성분의 곱을 뺀 값입니다. Y와 Z 성분도 같은 순환 규칙을 따릅니다. 계산기는 해당 전기장 성분을 더하고 각 합에 전하량을 곱합니다. 음전하에서는 모든 힘 성분이 양전하일 때와 반대 방향이 됩니다. 힘의 크기는 세 힘 성분의 제곱합에 제곱근을 취한 값이며 항상 음이 아닙니다. 단위는 일관되어야 합니다. 전하량은 쿨롱, 전기장은 쿨롱당 뉴턴, 속도는 초당 미터, 자기 선속 밀도는 테슬라로 입력하세요. 결과 성분과 크기의 단위는 뉴턴입니다. 기본 입자의 전하량과 미시적 힘은 매우 작으므로 1.6e-19 같은 과학적 표기법을 사용할 수 있고 작은 결과도 지수 형태로 표시됩니다. 각 축의 벡터 방향은 부호 있는 값으로 나타내고 성분이 없으면 영을 입력하세요. 몇 가지 특수한 경우로 결과를 확인할 수 있습니다. 자기장이 없으면 힘은 전하량과 전기장의 곱입니다. 전기장이 없으면 자기력의 크기는 전하량의 절댓값, 속력, 자기장 크기, 속도와 자기장 사이 각도의 사인값을 곱한 값입니다. 속도와 자기장이 평행하면 외적은 영이고 수직이면 자기력이 최대가 됩니다. 자기력은 순간 속도에 수직이므로 방향을 바꾸지만 자체적으로 일을 하지 않습니다. 반면 전기력은 운동 에너지를 바꿀 수 있습니다. 이 비상대론적 계산식은 질량 분석기, 입자 가속기, 플라스마 물리학, 전자 광학, 홀 효과 소자 및 기초 전자기학의 핵심입니다. 광속에 가까운 속도에서는 힘 법칙의 벡터 형태가 유지되더라도 궤적과 운동량 분석에 상대론적 역학이 필요합니다. 실제 궤적에는 입자 질량, 초기 위치, 공간에 따라 변하는 장, 시간에 대한 수치 적분도 필요합니다. 이 계산기는 입력한 국소 조건과 좌표계에서의 순간 힘을 제공합니다.