Калькулятор силы Лоренца

Сила Лоренца описывает действие электрического и магнитного полей на заряженную частицу. В векторной форме сила равна заряду, умноженному на сумму электрического поля и векторного произведения скорости на магнитное поле. Электрическая составляющая может ускорять частицу как в движении, так и в покое. Магнитная составляющая может возникать только при движении частицы относительно поля и направлена перпендикулярно скорости и магнитному полю. Калькулятор вычисляет полный трёхмерный вектор и его модуль в единицах СИ. Декартовы компоненты явно задают направление. Компонента X векторного произведения скорости на магнитное поле равна произведению скорости Y на магнитное поле Z минус произведение скорости Z на магнитное поле Y. Компоненты Y и Z вычисляются по тому же циклическому правилу. Калькулятор прибавляет соответствующую компоненту электрического поля и умножает каждую сумму на заряд. Отрицательный заряд меняет знак всех компонент силы по сравнению с положительным зарядом. Модуль равен квадратному корню из суммы квадратов трёх компонент и всегда неотрицателен. Единицы должны быть согласованы. Вводите заряд в кулонах, электрическое поле в ньютонах на кулон, скорость в метрах в секунду, а магнитную индукцию в теслах. Компоненты силы и её модуль получаются в ньютонах. Заряды элементарных частиц и микроскопические силы часто очень малы, поэтому допускается научная запись, например 1.6e-19, а малые результаты выводятся в экспоненциальной форме. Задавайте направление вдоль каждой оси знаком значения; если компонента отсутствует, вводите ноль. Для проверки полезны частные случаи. Без магнитного поля сила равна произведению заряда на электрическое поле. Без электрического поля модуль магнитной силы равен произведению модуля заряда, скорости, магнитного поля и синуса угла между скоростью и полем. У параллельных векторов скорости и магнитного поля векторное произведение равно нулю, а у перпендикулярных магнитная сила максимальна. Поскольку магнитная сила перпендикулярна мгновенной скорости, она меняет направление движения, но сама по себе не совершает работу. Электрическая сила может менять кинетическую энергию. Нерелятивистское уравнение лежит в основе работы масс-спектрометров, ускорителей частиц, физики плазмы, электронной оптики, приборов на эффекте Холла и вводных курсов электромагнетизма. При скоростях, близких к скорости света, анализ траектории и импульса требует релятивистской механики, хотя закон силы сохраняет векторную форму. Для реальных траекторий также нужны масса частицы, начальное положение, пространственно неоднородные поля и численное интегрирование по времени. Калькулятор определяет мгновенную силу для введённых локальных условий и системы координат.