[Mechanica/Elektromagnetisme] Magneetzeil

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 351

[Mechanica/Elektromagnetisme] Magneetzeil

Ik was wat info aan het zoeken naar foton-/zonnezeilen en ik stuitte op nog een mooier principe, een magneetzeil. Ik zou graag willen weten hoeveel snelheid zon zeil wint in 24 uur tijd, om dit te vegelijken met een zonnezeil. Ik ga hier uit van een constante zonnewind van protonen met een snelheid vp (in de z-richting) en een constant magneetveld B (-y-richting). Ik verwaarloos zwaartekracht effecten van de zon of andere objecten en ga uit van een beginsnelheid van het zeil vsi = 0.

Ik heb het geprobeerd met de wvbv impuls.

De kracht die het zeil zal ondervinden zal dezelfde, maar tegengestelde kracht zijn die een proton ondervindt. Deze kracht is:
\(\vec{F} = q (\vec{v_p} \times \vec{B}) = q v_{pz} B \sin{\theta} \hat{x} = q v_{pz} B \hat{x}\)
Wvbv Impuls zegt:
\(m_p v_p^{(i)} + m_s v_s^{(i)} = m_p v_p^{(f)} + m_s v_s^{(f)}\)
We kijken hier naar de x-richting, omdat dat de enige krachtcomponent heeft.

In de x-richting heeft het protongeen beginsnelheid:
\(v_p^{(i)}=0\)
.

En
\(v_s^{(i)}=0\)
.

Waarmee de vergelijking er als volgt uit ziet:
\(m_p v_p^{(f)} = - m_s v_s^{(f)}\)
dus
\(v_s^{(f)} = - \frac{m_p}{m_s} v_p^{(f)}\)
Nu wil ik nog de eindsnelheid van een proton weten.

Een proton ondervindt hier dus een kracht
\(\vec{F} = q v_{pz} B \hat{x}\)
De snelheid in de z-richting veranderd niet, dus ik ben alleen geinteresseerd in de eindsnelheid in de x richting:
\(m_p a_{px} = q v_{pz} B\)
dus:
\(a_{px} = \frac{q v_{pz} B}{m_p}\)
en v=at bij constante versnelling.

dus:
\(v_{px} = \frac{q v_{pz} B}{m_p} t\)
Dit invullen geeft een uiteindelijke vergelijking:
\(v_s^{(f)} = - \frac{m_p}{m_s} \frac{q v_{pz} B}{m_p} t = - \frac{1}{m_s} q v_{pz} B t \)
En als ik deze gevonden vergelijking probeer uit te rekenen krijg ik steeds nul uit de snelheid.

Dus mijn vraag uiteindelijk, wat doe ik fout?
Nothing to see here, move along...

Reageer