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Herleitung Lorentzkraft

Mit dieser Animation können Sie die Formel für die Lorentzkraft herleiten. Zunächst sehen Sie ein Leiterstück. Durch dieses Leiterstück fließt Strom. Das Leiterstück befindet sich in einem Magnetfeld. Setzen Sie bei „Magnetfeld“ einen Haken und das Magnetfeld wird angezeigt. Elektrischer Strom ist bewegte Ladung. Zur Veranschaulichung der Lorentzkraft verfolgen wir eine Gruppe von Elektronen durch den Leiter. Klicken Sie auf „Leiterausschnitt“ um einen bewegten Zylinder im Leiter sichtbar zu machen. Klicken Sie anschließend auf „Elektronen“ und sie sehen die im bewegten Volumen enthaltenen Elektronen. Wenn Sie auf „Geschwindigkeitsvektor“ klicken, dann bewegt sich ein Geschwindigkeitsvektor mit dem Volumen. Unter der elektrischen Stromstärke versteht man die Menge an Ladung, die pro Zeiteinheit eine Querschnittsfläche des Leiters passiert. Klicken Sie auf „Querschnitt“ und eine Querschnittsfläche wird sichtbar. Wenn Sie nun auch noch auf „Uhr“ und „" klicken, sehen Sie eine Uhr, die den Zeitabschnitt markiert, den die Elektronen brauchen, um den Querschnitt zu passieren. Jetzt kann man die Formel für die Lorentzkraft herleiten: klicken Sie auf „Stromstärke“. Sie sehen nun die Formel für die Stromstärke. In dem bewegten Volumen befinden sich n Elektronen die den Querschnitt in der Zeit  passieren. Auf den gesamten Leiter wirkt definitionsgemäß die Kraft  , denn die magnetische Feldstärke ist ja definiert als die Kraft pro Leiter länger und pro Stromstärke. So kann man nun auch die Kraft auf n Ladungen aufschreiben. Klicken Sie dafür auf „Kraft auf n Ladungen“. Klicken Sie auf „Kraft auf eine Ladung“. Diese Formel erhält man, indem man die Kraft auf n Ladungen durch n dividiert. Damit hat man die Formel für die Lorentzkraft gefunden.