Cos'è ElectroYou | Login Iscriviti

ElectroYou - la comunità dei professionisti del mondo elettrico

Direzione forza su filo in campo magnetico

Leggi e teorie della fisica

Moderatori: Foto UtenteDirtyDeeds, Foto UtenteIsidoroKZ, Foto UtentePietroBaima, Foto UtenteIanero

0
voti

[1] Direzione forza su filo in campo magnetico

Messaggioda Foto UtenteFabio992 » 22 lug 2016, 0:21

Dubbio della mezzanotte

Sappiamo tutti quanti che la forza agente su un conduttore percorso da corrente immerso in un campo magnetico è F= i\times Bl (scusate i vari segni di vettore mancanti, ma non mi soffermo sui formalismi questa sera), la cui direzione e il cui verso è data dalla famosa regola della mano destra.
Ora, io so che storicamente la legge, e quindi anche direzione e verso, sono stati ricavati sperimentalmente. Poche domande: si è visto che era così.

Io ho interpretato, anche se solo recentemente, la formula non tanto come una interazione tra un campo magnetico e una corrente, ma piuttosto come l'interazione tra il campo magnetico che c'è " nell'ambiente" e quello prodotto dal filo percorso dalla corrente; in sostanza, ho interpretato la cosa come una interazione tra due magneti, come se il filo fosse una sorta di magnete.

La mia domanda risulta quindi questa: è possibile ricavare la direzione e il verso della forza andando a fare delle considerazioni sulla interazione tra i due campi?

Non so se mi sono spiegato
Avatar utente
Foto UtenteFabio992
584 1 5 7
Expert
Expert
 
Messaggi: 492
Iscritto il: 26 gen 2013, 20:07

1
voti

[2] Re: Direzione forza su filo in campo magnetico

Messaggioda Foto UtenteCandy » 22 lug 2016, 10:05

La direzione della corrente nel conduttore importa perché determina il verso del campo magnetico indotto attorno al conduttore. Il vettore di induzione magnetica determina la direzione della forza. La regola della mano dx riassume il tutto in funzione della corrente.
Avatar utente
Foto UtenteCandy
32,4k 6 10 13
CRU - Account cancellato su Richiesta utente
 
Messaggi: 10138
Iscritto il: 14 giu 2010, 22:54

0
voti

[3] Re: Direzione forza su filo in campo magnetico

Messaggioda Foto UtenteFabio992 » 22 lug 2016, 11:13

Candy, la mia domanda è un po diversa. Tu assumi già l'esistenza della regola della mano destra. La mia domanda è se si può in un certo modo dimostrare tale regola guardando le interazioni tra i campi
Avatar utente
Foto UtenteFabio992
584 1 5 7
Expert
Expert
 
Messaggi: 492
Iscritto il: 26 gen 2013, 20:07

0
voti

[4] Re: Direzione forza su filo in campo magnetico

Messaggioda Foto UtenteCandy » 22 lug 2016, 12:22

In [2] te lo avevo scritto.
Avatar utente
Foto UtenteCandy
32,4k 6 10 13
CRU - Account cancellato su Richiesta utente
 
Messaggi: 10138
Iscritto il: 14 giu 2010, 22:54

0
voti

[5] Re: Direzione forza su filo in campo magnetico

Messaggioda Foto UtenteFabio992 » 22 lug 2016, 19:33

Allora credo intendessi che la risposta è " il vettore induzione magnetica determina la direzione della forza".

Tuttavia non ho capito



Ho fatto un semplice disegnino.

Il vettore B dell'induzione non ha direzione orizzontale e verso destro? Mentre il vettore induzione del campo creato dal filo ha direzione tangente alla circonferenza che disegna.. Bisogna forse fare la somma tra i due?


( la x nel conduttore indica il verso della corrente)
Avatar utente
Foto UtenteFabio992
584 1 5 7
Expert
Expert
 
Messaggi: 492
Iscritto il: 26 gen 2013, 20:07

0
voti

[6] Re: Direzione forza su filo in campo magnetico

Messaggioda Foto UtenteCandy » 23 lug 2016, 0:57

Prova a posizionare anche attorno al filo, (dove hai schematizzato in arancione le linee di forza), il vettore B prodotto dal conduttore ed osserva, rispetto al centro del conduttore, da che lato ha direzione concorde con l'induzione "rossa", e da che lato ha invece direzione discorde, quindi vedrai da te la forza risultante, e la sua direzione, per te ora in ciano.
Avatar utente
Foto UtenteCandy
32,4k 6 10 13
CRU - Account cancellato su Richiesta utente
 
Messaggi: 10138
Iscritto il: 14 giu 2010, 22:54

0
voti

[7] Re: Direzione forza su filo in campo magnetico

Messaggioda Foto UtenteFabio992 » 23 lug 2016, 16:52

da che lato ha direzione concorde con l'induzione "rossa", e da che lato ha invece direzione discorde


Ok, Sul lato " superiore " ha direzione concorde, su quello inferiore discorde.

Tuttavia non riesco a capire come andare avanti
Avatar utente
Foto UtenteFabio992
584 1 5 7
Expert
Expert
 
Messaggi: 492
Iscritto il: 26 gen 2013, 20:07

0
voti

[8] Re: Direzione forza su filo in campo magnetico

Messaggioda Foto UtenteCandy » 23 lug 2016, 17:29

Rappresenta i due vettori equivalenti per un certo angolo, fanne la scomposizione vettoriale e vedi cosa succede coi vari vettori risultanti.
Avatar utente
Foto UtenteCandy
32,4k 6 10 13
CRU - Account cancellato su Richiesta utente
 
Messaggi: 10138
Iscritto il: 14 giu 2010, 22:54

0
voti

[9] Re: Direzione forza su filo in campo magnetico

Messaggioda Foto UtenteCandy » 23 lug 2016, 17:43

Dimenticavo: considera anche che dove i due vettori di induzione sono concordi, la forza fa si che si attirino, dove il verso è discorde, la forza li respinge, quindi vedi che direzione avranno le forze...
Avatar utente
Foto UtenteCandy
32,4k 6 10 13
CRU - Account cancellato su Richiesta utente
 
Messaggi: 10138
Iscritto il: 14 giu 2010, 22:54

5
voti

[10] Re: Direzione forza su filo in campo magnetico

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 24 lug 2016, 9:11

Fabio992 ha scritto:Dubbio della mezzanotte
...
La mia domanda risulta quindi questa: è possibile ricavare la direzione e il verso della forza andando a fare delle considerazioni sulla interazione tra i due campi?


E andare a dormire al posto di farsi venire in mente dei problemi difficili?

La risposta non e` per nulla facile o immediata. In pratica stai chiedendo se la legge di Lorentz puo` essere derivata da qualcosa di piu` fondamentale. La risposta e` si`, ma non e` facile. Una dimostrazione possibile per la singola carica fa uso della teoria della relativita` e fa vedere che se ci si mette nel sistema di riferimento in cui la carica e` ferma, applicando le trasformazioni di Lorentz del campo magnetico si trova che nel sistema della carica c'e` anche un campo elettrico che giustifica la forza sulla carica. Pero` bisogna dare per buone l'attrazione elettrostatica e la teoria della relativita`.

Un altro possibile approccio e` quello di descrivere non la forza ma l'energia, quindi la lagrangiana classica del sistema, e qui bisogna tirare in ballo, oltre all'equazione di Lagrange-Eulero, anche il potenziale vettore del campo magnetico. Una analoga soluzione funziona anche per particelle che si muovono a velocita` relativistiche.

Come vedi e` un discreto casino! Qui bisogna invocare Foto UtenteDirtyDeeds e Foto UtentePietroBaima.

Ho provato a pensare a una spiegazione semplice, ma non mi e` venuta bene :(. Dovrebbe essere qualcosa del genere: se sommi il campo del filo e il campo esterno viene una distribuzione di campo asimmetrica, perche' da un lato del filo l'intensita` aumenta, mentre dal lato opposto diminuisce. Poi si calcolano le energie e si vede che su un lato la densita` di energia associata al campo magnetico e` piu` elevata che dall'altro e "quindi" il filo cade dove l'energia e` piu` bassa.

Sfortunatamente non solo non e` una spiegazione semplice, ma non ha neanche senso :(.
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
Plug it in - it works better!
Il 555 sta all'elettronica come Arduino all'informatica! (entrambi loro malgrado)
Se volete risposte rispondete a tutte le mie domande
Avatar utente
Foto UtenteIsidoroKZ
101,7k 1 3 8
G.Master EY
G.Master EY
 
Messaggi: 18120
Iscritto il: 17 ott 2009, 0:00

Prossimo

Torna a Fisica generale

Chi c’è in linea

Visitano il forum: Nessuno e 3 ospiti