질문 요약
F=qvxB'는 일을 하지 않고, 'F=IlxB'는 일을 하는 이유에 대해 궁금합니다. 전류가 전선에 막혀 직선운동 밖에 할 수 없는 이유가 맞나요? 감사합니다.
답변 요약
도선에서의 충돌 효과는 거시적 관점에서는 자기력과 유사하다고 볼 수 있습니다. 그러나 미시적으로는 약간 다른 힘이지만 사실상 동일한 힘이 작용하는 것입니다. 따라서 자기력은 자기장 내에서 움직이는 전하에 작용하는 힘을 의미합니다. 이 질문을 고민해보셨다는 것은 칭찬할 만한 일입니다.
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서웨이 일반물리학2 13강에서의 힘 F=qvxB와 F=IlxB
안녕하세요. 일반물리학에 대한 궁금증을 해결해드리겠습니다. 먼저, 힘 F=qvxB와 F=IlxB의 차이점을 이해하기 위해 각각의 힘에 대한 개념을 알아보도록 하겠습니다.
F=qvxB의 의미
F=qvxB는 로렌츠 힘을 표현하는 방정식입니다. 이 방정식에서 'q'는 전하량, 'v'는 속도, 'B'는 자기장을 나타냅니다. 즉, 이 힘은 전하가 자기장에서 어떠한 속도로 움직일 때 작용하는 힘을 나타냅니다. 그런데 이 힘은 '일'을 하지 않습니다. 이는 로렌츠 힘이 전하의 속도와 방향만을 바꾸고, 그 크기를 바꾸지 않기 때문입니다. 이는 로렌츠 힘이 전하의 운동에너지를 바꾸지 않는다는 뜻이며, 그 결과로 일을 하지 않는 것입니다.
F=IlxB의 의미
반면에, F=IlxB는 전류를 통과하는 도체에 작용하는 힘을 나타냅니다. 'I'는 전류, 'l'은 도체의 길이, 'B'는 자기장을 나타내며, 이 힘은 '일'을 합니다. 이 힘은 도체를 통과하는 전류와 자기장 사이의 상호작용을 나타내며, 이 힘에 의해 도체는 움직일 수 있기 때문에 일을 합니다.
결론
그래서, 강의 중에 언급한 "운동전하는 원운동을 할 수 있지만 전류는 전선에 막혀 직선운동 밖에 하지 못하는 차이"에 대한 답은, 전하는 자유롭게 움직일 수 있어서 방향만 바꾸고 일을 하지 않는 반면, 전류는 도체라는 매체를 통해 흐르기 때문에 일을 할 수 있다고 보시면 됩니다. 이렇게 물리학에서는 같은 자기장 속에서도 전하와 전류에 작용하는 힘이 다르게 나타날 수 있음을 알 수 있습니다.
이런 깊은 질문을 해주셔서 감사합니다. 물리학 공부에 도움이 되셨길 바랍니다.
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