حاسبة قوة لورنتز
شحنة قدرها 2 كولوم تتحرك بسرعة 3 م/ث على محور x، في مجال كهربائي 4 فولت/م على y ومجال مغناطيسي 5 تسلا على z، تتأثر بقوة 22 نيوتن نحو y السالب. أدخل الشحنة والمتجهات الثلاثة لتحصل على القوة كاملة. مجانية في متصفحك.
- مجاني
- يعمل في متصفحك
- دون تسجيل
- بياناتك لا تغادر جهازك
شغّل الأداة مجانًا
مثال محلول
- الشحنة
- 2
- السرعة
- 3, 0, 0
- المجال الكهربائي
- 0, 4, 0
- المجال المغناطيسي
- 0, 0, 5
- القوة
- 0, -22, 0 N
- القوة على x
- 0
- القوة على y
- -22
- القوة على المحور z
- 0
قوة لورنتز هي القوة الكهرومغناطيسية على جسيم مشحون يتحرك في آن واحد عبر مجال كهربائي ومجال مغناطيسي: F تساوي q مضروبًا في المجموع الاتجاهي لـ E وجداء v الاتجاهي مع B. تلك الهوية هي معادلة العمل وراء انحراف الأشعة الكاثودية وجهد هول ومدارات السيكلوترون وفصل مطياف الكتلة وكل مسألة سنة أولى تطلب القوة بالنيوتن على أيون في مجالات متقاطعة. تقبل حاسبة قوة لورنتز هذه شحنة منتهية بالكولوم ومتجهات ثلاثية الأبعاد للسرعة والمجال الكهربائي والمجال المغناطيسي بوحدات SI، وتقيّم الجداء الاتجاهي والتركيب الخطي بحساب عائم حتمي، وتعيد متجه القوة بالنيوتن مع مركّباته الديكارتية ومقداره.
كيف يُحسب متجه قوة لورنتز F = q(E + v × B)
قوة لورنتز الكاملة على شحنة نقطية q هي جداء تلك الشحنة في مجموع المجال الكهربائي E والجداء الاتجاهي للسرعة v مع المجال المغناطيسي B. بوحدات SI تكون q بالكولوم وv بالمتر لكل ثانية وE بالفولت لكل متر (ما يعادل نيوتن لكل كولوم) وB بالتيسلا والقوة الناتجة F بالنيوتن. الحد الكهربائي qE موازٍ أو معاكس لـ E بحسب إشارة q ولا يعتمد على ما إذا كان الجسيم يتحرك.
الحد المغناطيسي q في v جداء B يكون دائمًا عموديًا على v وB بقاعدة اليد اليمنى، ولا يؤدي عملًا ميكانيكيًا، ويختفي عندما تكون الشحنة ساكنة أو عندما يكون v موازيًا لـ B. تقيّم هذه القدرة تلك الهوية الاتجاهية، لا الاختصار السلمي الصفي F يساوي q v B جا ثيتا. ذلك الاختصار هو مقدار القطعة المغناطيسية وحدها، لزاوية مختارة بين v وB، وهو نية بحث مختلفة تغطيها أصلًا صفحة قوة مغناطيسية.
التصحيحات النسبية وتفاعل الإشعاع وقوة سلك حامل للتيار I L جداء B وصيغ نصف قطر السيكلوترون خارج النطاق أيضًا.
أين تظهر حاسبة متجهة لقوة لورنتز في العمل الحقيقي
تكلّف مقررات الفيزياء والهندسة الكهربائية التمهيدية باستمرار F يساوي q في E زائد v جداء B حتى يجمع الطلاب مجالًا كهربائيًا منتظمًا مع مجال مغناطيسي منتظم قبل لقاء معادلات ماكسويل بالصورة التفاضلية. تقدّر فرق خطوط الحزم والتفريغ القوة على شحنة اختبار في هندسة مغناطيس وأقطاب معروفة كمرور أول قبل محاكاة تتبع الجسيمات الكاملة، مستخدمة خلية مجال منتظم عندما يكون الفتح بسيطًا. تستخدم نماذج البلازما والمغنطرون الهوية نفسها على مستوى الجسيم الواحد لتفسير انحرافات E جداء B دون إقامة حالّ مائع.
أبقوا الاختصار المغناطيسي السلمي F يساوي q v B جا ثيتا، والصفحة الكهربائية وحدها F يساوي qE، وقوة السلك I L B جا ثيتا، وصيغ نصف قطر السيكلوترون في صفحات منفصلة حتى يكون لكل نية بحث ناتج واضح بدل أداة متعددة الصيغ تربك الطلاب ومحركات البحث.
حالات الاستخدام
تمارين لورنتز الاتجاهية للواجبات والمختبر
احسبوا F = q(E + v × B) لشحنات الكتب ومتجهات المجال SI حتى يشترك المعلمون والمصححون الآليون في حقيقة مرجعية واحدة، بما في ذلك أخطاء المركّبات غير المنتهية.
تقديرات أولية للحزمة وهول والبلازما
قدّروا متجه القوة بالنيوتن على شحنة متحركة في E وB منتظمين قبل محاكاة تتبع الجسيمات أو المغنطرون أو الفيزياء المتعددة الكاملة.
الأسئلة الشائعة
أي صيغة تستخدمها حاسبة قوة لورنتز هذه؟
الهوية الاتجاهية F = q(E + v × B) حيث q بالكولوم وv بـ m/s وE بـ V/m وB بالتيسلا وF بالنيوتن. تبلغ الاستجابة أيضًا qE وq(v × B) على حدة.
ماذا يحدث إذا لم تكن مركّبة عددًا منتهيًا؟
يجب أن يكون كل قيمة شحنة وكل مركّبة سرعة ومجال كهربائي ومجال مغناطيسي عددًا منتهيًا؛ تُرفض NaN وInfinity والمدخلات الناقصة والنص غير العددي.
بم تختلف عن F = qvB sinθ؟
F = qvB sinθ هو مقدار الحد المغناطيسي وحده لزاوية مختارة. تعيد هذه الحاسبة القوة ثلاثية الأبعاد كاملة بما في ذلك الحد الكهربائي qE والحد المغناطيسي الموجَّه q(v × B).
ما الوحدات التي ينبغي لكم استخدامها؟
SI فقط: الشحنة بالكولوم، والسرعة بالمتر لكل ثانية، والمجال الكهربائي بالفولت لكل متر، والمجال المغناطيسي بالتيسلا.
كيف تتوزع القوة في مثال الشحنة 2 كولوم؟
يبلغ الجزء الكهربائي 8 نيوتن على محور y، أما الجزء المغناطيسي فأكبر منه ويتجه في الاتجاه المعاكس. ومجموعهما قوة مقدارها 22 نيوتن نحو y السالب، دون أي مركّبة على x أو z.
أدوات ذات صلة
للمطوّرين — الوصول عبر API
كل ما في هذه الصفحة متاح برمجيًا. هذا القسم موجّه للفرق التقنية التي تريد ربط الأداة بأنظمتها الخاصة؛ بقية المستخدمين يمكنهم استخدام الأداة أعلاه مباشرة دون الحاجة لقراءة ما يلي.
الـEndpoint
صادِق على طلبك بترويسة Bearer، وأرسل طلب POST واحدًا لتدخل مهمتك قائمة التنفيذ فورًا؛ ثم تستلم النتيجة عبر webhook أو رابط موقّع.
استدعِ الخدمة من بيئتك
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/lorentz-force \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"charge":2,"velocity":[3,0,0],"electric_field":[0,4,0],"magnetic_field":[0,0,5]}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/lorentz-force", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"charge": 2,
"velocity": [
3,
0,
0
],
"electric_field": [
0,
4,
0
],
"magnetic_field": [
0,
0,
5
]
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/lorentz-force",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"charge": 2,
"velocity": [
3,
0,
0
],
"electric_field": [
0,
4,
0
],
"magnetic_field": [
0,
0,
5
]
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/lorentz-force", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"charge":2,"velocity":[3,0,0],"electric_field":[0,4,0],"magnetic_field":[0,0,5]}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"charge":2,"velocity":[3,0,0],"electric_field":[0,4,0],"magnetic_field":[0,0,5]}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/lorentz-force", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)مثال على الطلب
{
"charge": 2,
"velocity": [
3,
0,
0
],
"electric_field": [
0,
4,
0
],
"magnetic_field": [
0,
0,
5
]
}مثال على الاستجابة
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.lorentz_force",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}الواجهة غير متزامنة: تستلم task_id فور الإرسال، ويمكنك الاستعلام عن الحالة بمعدل طلب واحد في الثانية.
الأسعار
السعر معلن كما تراه: لا tokens ولا نظام نقاط؛ وإن فشلت المهمة فلن تُحاسَب عليها.
الحدود
max_abs_component | 1000000000000000 |
الأخطاء
| HTTP | الرمز | المعنى |
|---|---|---|
401 | unauthorized | مفتاح الوصول مفقود أو غير صالح؛ تحقق من ترويسة Bearer في طلبك. |
402 | insufficient_balance | رصيدك لا يكفي لتنفيذ هذه المهمة؛ أعد شحن الرصيد ثم أعد المحاولة. |
404 | unknown_type | نوع المهمة المطلوب غير موجود في الكتالوج — راجع الاسم المرسل في الطلب. |
429 | rate_limited | تجاوزت الحد المسموح من الطلبات؛ انتظر قليلًا ثم أعد المحاولة. |
ملاحظات تقنية
أي مركّبة ناقصة أو لانهائية أو ليست عددًا منتهيًا تُرفض بـ invalid_input حتى لا يتحول خلط الوحدات صامتًا إلى إجابة خاطئة.
كيف يُحسب متجه قوة لورنتز F = q(E + v × B)
يحلّل الخوارزم أربعة مدخلات ويشترط أن تكون كل مركّبة عددًا منتهيًا، ويكوّن v جداء B ثلاثيًا (vy Bz ناقص vz By، vz Bx ناقص vx Bz، vx By ناقص vy Bx)، ثم يجمع E ويضرب في q وينظّف كل قيمة إلى اثنتي عشرة رقمًا معنويًا من أجل JSON مستقر.
ما الذي ترسلونه وما الذي تستلمونه
يجب أن يكون كل متجه مصفوفة من ثلاثة أعداد منتهية بالضبط. تُقبل القيم العددية والسلاسل العددية لتسهيل النماذج ولصق الجداول؛ أما سلاسل بادئة SI مثل ميكروكولوم مكتوب نصًا فلا تُفسَّر، فمرّروا 1e-6 لمصدر ميكروكولوم. يجوز أن تكون الشحنة والسرعة وكلا المجالين موجبة أو سالبة أو صفرًا؛ وشحنة ساكنة في مجال كهربائي صفري تعطي قوة صفرية، وهو الناتج الصادق. فحص صفّي كلاسيكي هو شحنة كولومين وسرعة ثلاثة أمتار لكل ثانية على x ومجال كهربائي أربعة فولت لكل متر على y ومجال مغناطيسي خمسة تيسلا على z، فيعطي القوة صفرًا وناقص اثنين وعشرين وصفر نيوتن. أرسلوا شحنة منتهية تحت الحقل charge بالكولوم، ومتجه سرعة بطول ثلاثة تحت velocity بالمتر لكل ثانية، ومجالًا كهربائيًا بطول ثلاثة تحت electric_field بالفولت لكل متر، ومجالًا مغناطيسيًا بطول ثلاثة تحت magnetic_field بالتيسلا. تُقبل الشحنة أيضًا باسم q أو Q أو coulombs؛ والسرعة باسم v؛ وelectric_field باسم E أو electric؛ وmagnetic_field باسم B أو magnetic؛ ولا يجوز أن يظهر سوى مفتاح واحد لكل كمية في الطلب. الحقول الناقصة والسلاسل الفارغة وNaN وInfinity والنص غير العددي والمتجهات التي ليست بطول ثلاثة تفشل بـ invalid_input ولا تُحسب. عند النجاح تعيد الاستجابة المدخلات المنظفة، وforce بوصفه المتجه النيوتني الأساسي، وforce_x وforce_y وforce_z بوصفها المركّبات الديكارتية نفسها، وmagnitude بوصفها الطول الإقليدي، وelectric_force بوصفه qE، وmagnetic_force بوصفه q في v جداء B، وunit مضبوطًا على N، والصيغة F = q(E + v × B)، وmethod lorentz_force. تسعير استدعاءات API الناجحة هو القاعدة المنشورة $0.002 لكل عنصر؛ إخفاقات التحقق لا تستهلك الرصيد المدفوع مسبقًا.
أين تظهر حاسبة متجهة لقوة لورنتز في العمل الحقيقي
يمكن لمختبرات الأجهزة التي تضع شحنة معروفة بسرعة معروفة بين صفائح معايرة وملفات هلمهولتز أن تستدعي API وتؤكد أن متجه النيوتن المتوقع يطابق قراءة مسبار قوة ضمن التسامح. ولأن هذه القدرة محرك parse نقي، فإن تسعير API هو القاعدة المنشورة $0.002 لكل عنصر ناجح، والتحقق الفاشل لا يستهلك الرصيد.
حالات التكامل
مفاتيح الإجابات وفحص تجهيزات الأجهزة
ولّدوا بالجملة مركّبات القوة المتوقعة لـ q وv وE وB المعروفة في fixture المسابقات وأوراق العمل وجداول الصفائح والملفات المعايرة.
أسئلة تقنية
كم تكلفة حاسبة قوة لورنتز؟
أداة المتصفح مجانية وتعمل محليًا. تستخدم طلبات API رصيد KIT المدفوع مسبقًا بمقدار $0.002 لكل عنصر ناجح؛ ولا تُحسب الإدخال غير الصالح.