Lorentz-Kraft berechnen
Die Lorentz-Kraft ist eine Kraft die auf Ladungsträger wirkt, welche sich senkrecht zu einem Magnetfeld bewegen. Die Richtung der Kraft kann man mit der Linken-Hand-Regel bestimmen (siehe unten).
Formel zur Lorentz-Kraft
Die Formel für die Lorentz-Kraft ist folgende:
- FL = Lorentz-Kraft (in N)
- Q = Ladung des Teilchens/der Teilchen (in C)
- v = Geschwindigkeit des Teilchens/der Teilchen (in m/s)
- B = magnetische Flussdichte (stärke des Magnetfelds) (in T)
Hier geht´s zur Formel für:
Beispielaufgabe zur Lorentz-Kraft
Es fließt eine Ladung (0,00020C) mit 2000m/s senkrecht durch ein Magnetfeld mit 1,0T. Wie groß ist die wirkende Kraft auf diese Ladung?
Geg.: Q=0,00020C; v=2000m/s; B=1T
Ges.: FL
Lsg.: Ist alles in den richtigen Einheiten gegeben, könnt ihr es in die Formel einsetzen:
FL = Q·v·B = 0,00020C · 2000m/s · 1T
= 0,4N
A: Es wirkt eine Kraft von 0,4 Newton auf die Ladung.
Linke-Hand-Regel
Um zu bestimmen, in welche Richtung die Kraft wirkt, verwendet man die Linke-Hand-Regel.
Dafür Streckt ihr Daumen, Zeigefinger und Mittelfinger wie auf dem Bild auseinander (so, dass dazwischen immer 90° Winkel sind, dann müssen die Finger in folgende Richtungen zeigen:
- Daumen zeigt in physikalische Stromrichtung (von Plus zu Minus), also in Bewegungsrichtung der Elektronen.
- Zeigefinger zeigt in Richtung des Magnetfelds, also von Nord zu Südpol.
- Mittelfinger gibt dann an, in welche Richtung die Kraft auf den Stab wirkt.