Calcolatore forza magnetica Lorentz F=|q|vB sinθ, gratuito
Una carica di 0,002 C che attraversa un campo di 0,5 T a 500 000 m/s subisce 500 N: inserisca la carica, la velocità, il campo e l'angolo tra moto e campo e ottenga la forza magnetica su quella carica in movimento. Gratis nel suo browser.
- Gratis
- Funziona nel suo browser
- Senza registrazione
- I suoi dati restano sul dispositivo
Esegui gratis nel browser
Esempio risolto
- Carica
- 0,002
- Velocità
- 500.000
- Campo magnetico
- 0,5
- Angolo
- 90
- Angolo rad
- 1,5707963268 N
- Seno theta
- 1
- Forza
- 500
- Forza N
- 500
La componente magnetica della forza di Lorentz su una carica puntiforme in moto in un campo magnetico uniforme è un risultato centrale dell’elettromagnetismo classico: la grandezza della forza è il prodotto del valore assoluto della carica, della velocità, dell’intensità del campo e del seno dell’angolo tra il vettore velocità e il campo magnetico. Gli studenti usano F = q v B sin θ per convertire cariche di laboratorio in microcoulomb e campi in tesla in forze in newton, e gli ingegneri usano lo stesso prodotto come stima di primo ordine per la deflessione di fasci, i carichi su conduttori e la geometria dell’effetto Hall prima di solver multifisici. Questo calcolatore di forza magnetica accetta una carica finita in coulomb, una velocità non negativa in metri al secondo, un campo magnetico non negativo in tesla e un angolo in gradi limitato all’intervallo chiuso da zero a centottanta. Moltiplica per il seno di quell’angolo con aritmetica in virgola mobile deterministica e restituisce la grandezza della forza in newton insieme agli ingressi ripuliti, all’angolo in radianti, al valore del seno e a un’espressione stampabile. Gli angoli fuori da zero a centottanta vengono respinti con un errore di validazione chiaro, così errori di unità o valori non fisici non producono silenziosamente una risposta sbagliata.
Come funziona la formula della forza magnetica di Lorentz
La forza di Lorentz completa su una carica q è q volte E più q volte v vettore B. Quando conta solo il contributo magnetico, o quando E è zero, la grandezza della forza magnetica si riduce a F uguale al valore assoluto di q per v per B per sin di theta, dove theta è l’angolo tra il vettore velocità e il vettore campo magnetico.
Il fattore seno implica che la forza sia zero quando la carica si muove parallela o antiparallela al campo (theta uguale a zero o centottanta gradi) e raggiunga il massimo quando il moto è perpendicolare a B (theta uguale a novanta gradi). Per questo tubi a raggi catodici, spettrometri di massa e traiettorie di ciclotrone dipendono tanto dall’orientamento di v rispetto a B.
Questa capacità calcola solo la grandezza scalare, usando il valore assoluto di q così le risposte dei compiti che chiedono quanto è grande la forza restano non negative indipendentemente dalla polarità. La direzione vettoriale con la regola della mano destra, il termine elettrico qE, le correzioni relativistiche e la forza su un segmento di filo percorso da corrente I L vettore B sono intenti di ricerca distinti e appartengono a pagine separate.
Casi d'uso
Esercizi di forza di Lorentz a casa e in laboratorio
Calcola F = |q| v B sin(θ) per cariche, velocità, campi e angoli da libro di testo, così docenti e valutatori automatici condividono una sola verità di riferimento, errori di angolo out-of-range inclusi.
Stime di primo passaggio per fasci e magneti
Stima la grandezza della forza magnetica su una carica in moto in un campo uniforme prima della simulazione completa di tracciamento o multifisica.
Domande frequenti
Quale formula usa questo calcolatore di forza magnetica?
La grandezza della forza magnetica di Lorentz F = |q| v B sin(θ) con q in coulomb, v in m/s, B in tesla, θ in gradi (0..180) e F in newton.
Cosa succede se l’angolo è fuori da 0..180?
L’angolo tra velocità e campo magnetico deve essere tra 0 e 180 gradi inclusi; i valori fuori intervallo vengono respinti, non avvolti.
Il segno della carica conta?
La grandezza usa |q|, quindi F è sempre non negativa. La carica con segno viene comunque riportata nella risposta per i suoi archivi. La direzione (regola della mano destra) è una questione vettoriale non trattata qui.
Quali unità devo usare?
Solo SI: carica in coulomb, velocità in m/s, campo magnetico in tesla, angolo in gradi.
Quanto costa?
Lo strumento nel browser è gratuito e gira in locale.
Strumenti correlati
Per sviluppatori — accesso via API
Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.
Endpoint
Autenticazione con Bearer token: un POST mette in coda l'attività e il risultato arriva via webhook o link firmato.
Chiamala dal tuo stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/magnetic-force-charge \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"charge":0.002,"velocity":500000,"magnetic_field":0.5,"angle":90}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/magnetic-force-charge", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"charge": 0.002,
"velocity": 500000,
"magnetic_field": 0.5,
"angle": 90
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/elec/magnetic-force-charge",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"charge": 0.002,
"velocity": 500000,
"magnetic_field": 0.5,
"angle": 90
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/magnetic-force-charge", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"charge":0.002,"velocity":500000,"magnetic_field":0.5,"angle":90}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"charge":0.002,"velocity":500000,"magnetic_field":0.5,"angle":90}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/magnetic-force-charge", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Esempio di richiesta
{
"charge": 0.002,
"velocity": 500000,
"magnetic_field": 0.5,
"angle": 90
}Esempio di risposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "elec.magnetic_force_charge",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.
Prezzi
Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.
Errori
| HTTP | Codice | Significato |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività. |
404 | unknown_type | Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta. |
429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
Come funziona la formula della forza magnetica di Lorentz
Nelle unità SI q è in coulomb, v in metri al secondo, B in tesla, theta è adimensionale come angolo e F è in newton. L’algoritmo converte i gradi in radianti, valuta Math.sin una volta, moltiplica quattro fattori finiti e ripulisce ogni valore a dodici cifre significative per un JSON stabile. Gli angoli fuori dall’intervallo chiuso da zero a centottanta gradi vengono rifiutati con invalid_input invece di essere avvolti o assolutizzati, il che nasconderebbe un errore di unità.
Cosa inviare e cosa si ottiene in risposta
La carica può essere positiva, negativa o zero. Controlli classici d’aula includono due millicoulomb a cinque per dieci alla cinque metri al secondo in un campo di mezzo tesla a novanta gradi, un caso di moto parallelo a zero gradi che deve dare forza zero, e un angolo di duecento gradi che deve generare errore. Se le servono componenti vettoriali della forza, il termine elettrico di Lorentz, la forza sul filo I L B sin theta o le formule del raggio di ciclotrone, le tratti come strumenti separati invece di estendere questo prodotto di sola grandezza. Invii una carica finita nel campo charge espressa in coulomb, una velocità finita non negativa in velocity in metri al secondo, un campo magnetico finito non negativo in magnetic_field in tesla e un angolo finito in angle in gradi tra zero e centottanta inclusi. La stessa carica è accettata con gli alias q, Q o coulombs; la velocità con v, speed o meters_per_second; il campo magnetico con B, b, tesla o field; e l’angolo con theta, degrees o angle_deg, ma in una richiesta può comparire una sola chiave per ciascuna grandezza. L’angolo deve giacere nell’intervallo chiuso da zero a centottanta; valori sotto zero o sopra centottanta, NaN, Infinity, velocità negativa e campo negativo falliscono con invalid_input e non vengono addebitati. In caso di successo la risposta include charge, velocity, magnetic_field e angle ripuliti, angle_rad come lo stesso angolo in radianti, sin_theta come il seno usato nel prodotto, force e force_N come la stessa grandezza in newton, unit impostato a N, una breve stringa expression che mostra il valore assoluto di q, v, B, l’angolo in gradi e il risultato, method lorentz_magnetic_force e la stringa formula F uguale al valore assoluto di q v B sin di theta. Il prezzo delle chiamate API riuscite è la base pubblicata di $0.002 per elemento; i fallimenti di validazione non consumano il saldo prepagato.
Dove compaiono i calcolatori di forza magnetica nel lavoro reale
I team di beamline e sistemi da vuoto stimano le forze di deflessione magnetica su particelle cariche come primo passaggio prima della simulazione completa di tracciamento, usando un modello a campo uniforme quando la geometria è semplice. Mantenga separate le pagine per Lorentz vettoriale, elettrico più magnetico, forza sul filo e raggio di ciclotrone, così ogni intento di ricerca ha una pagina chiara invece di uno strumento multiforrmula confuso per studenti e motori di ricerca. I corsi introduttivi di fisica e ingegneria elettrica assegnano di continuo esercizi su q v B sin theta affinché gli studenti convertano cariche di laboratorio, velocità di fascio e campi in tesla prima di passare a flusso e induzione di Faraday. I laboratori di strumentazione che pongono una carica nota a una velocità nota in un magnete calibrato possono chiamare l’API e verificare che la forza attesa in newton corrisponda alle letture di sonda o bilancia entro tolleranza. Poiché questa capacità è un motore di parse puro, il prezzo API è la base pubblicata di $0.002 per elemento riuscito e la validazione fallita non consuma il saldo.
Casi di integrazione
Chiavi di risposta e controlli su fixture di strumento
Genera in blocco i valori attesi in newton per q, v, B e θ noti in fixture di gara, fogli di lavoro e tabelle di taratura del magnete di laboratorio.