Lorentzkraft er navnet på kraften som virker på en elektrisk ladning i elektriske og magnetiske felt. I Fysikk 2 møter du ofte den magnetiske delen av Lorentzkraften, men det er nyttig å kjenne hele sammenhengen. Begrepene henger tett sammen med elektriske felt, magnetiske felt, sirkelbevegelse, masseanalyse og kraft på strømførende ledere.
Denne artikkelen forklarer de viktigste begrepene, symbolene og modellene. Etterpå bør du kunne lese en figur, velge riktig formel, finne kraftretning og forklare hvordan en ladd partikkel beveger seg. Du kan også bruke magnetiske felt: kort sammendrag for elever som repetisjon av feltbegrepene.
Lorentzkraft – den samlede definisjonen
Den samlede Lorentzkraften kan skrives som
F = q(E + v × B).
Her er F kraftvektoren, q partikkelens ladning, E den elektriske feltstyrken, v partikkelens hastighetsvektor og B den magnetiske flukstettheten. Uttrykket viser at den elektriske delen og den magnetiske delen kan virke samtidig.
Den elektriske kraften er
F_E = qE,
mens den magnetiske kraften er
F_B = q(v × B).
I mange skoleoppgaver brukes bare størrelsen til den magnetiske kraften:
F_B = |q|vB sin θ.
Vinkelen θ er vinkelen mellom v og B. Kryssproduktet v × B forklarer både sinusfaktoren og at kraften står vinkelrett på de to vektorene.
Ladning q
Ladning måles i coulomb, C. Protonet har ladningen +e, og elektronet har ladningen −e, der elementærladningen er omtrent