Δύναμη Laplace

 

📘 Σχέδιο Μαθήματος – Δύναμη Laplace (Γ’ ΕΠΑΛ)

🎯 Διδακτικοί Στόχοι

Μετά το μάθημα, οι μαθητές να μπορούν:

1. Να αναγνωρίζουν τι είναι η δύναμη Laplace.

2. Να περιγράφουν πότε εμφανίζεται.

3. Να δίνουν ένα απλό παράδειγμα από την καθημερινή ζωή (π.χ. κινητήρας, μεγάφωνο).

4. Να λύνουν μια πολύ απλή άσκηση με τύπο.

---

🕐 Διάρκεια μαθήματος: 45 λεπτά

1. Εισαγωγή – Σύνδεση με εμπειρίες (5’)

• Ερώτηση:
  «Έχετε δει ποτέ το μεγάφωνο ενός ηχείου να πάλλεται όταν βάζουμε μουσική; Ή σκεφτήκατε πώς γυρίζει ο ανεμιστήρας;»

• Σύντομη εξήγηση: Εκεί παίζει ρόλο η δύναμη Laplace, δηλαδή η δύναμη που δέχεται ένα σύρμα με ρεύμα όταν βρεθεί μέσα σε μαγνητικό πεδίο.

https://www.seilias.gr/index.php?option=com_content&task=view&id=412&Itemid=1

---

2. Παρουσίαση θεωρίας με απλή γλώσσα (10’)

• Ορισμός:
  Η δύναμη Laplace είναι η δύναμη που ασκείται σε ένα σύρμα που διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα όταν τοποθετηθεί μέσα σε μαγνητικό πεδίο.

• Προϋποθέσεις:

  1. Να υπάρχει μαγνητικό πεδίο.

  2. Να περνά ρεύμα από το σύρμα.

  3. Τότε το σύρμα δέχεται δύναμη και μπορεί να κινηθεί.

• Τύπος:

  $$F=B\cdot I\cdot L$$

  όπου:

  • $F$ = δύναμη (N)

  • $B$ = μαγνητική επαγωγή (Tesla)

  • $I$ = ένταση ρεύματος (A)

  • $L$ = μήκος αγωγού μέσα στο πεδίο (m)

---

3. Οπτικό – Επίδειξη (5’)

Δείχνουμε ένα σχηματάκι στον πίνακα ή projector:

• Μαγνήτης με Β.

• Σύρμα κάθετο στο πεδίο με ρεύμα.

• Το σύρμα κινείται προς τα πάνω/κάτω.

(Αν υπάρχει υλικό: ένα πρόχειρο πείραμα με μπαταρία, καλώδιο και μαγνήτη).

---

4. Εμπλοκή μαθητών με απλές ερωτήσεις (10’)

1. Τι χρειάζεται για να εμφανιστεί η δύναμη Laplace;

2. Αν δεν περνά ρεύμα από το σύρμα, θα υπάρχει δύναμη;

3. Αν δεν υπάρχει μαγνήτης, θα υπάρχει δύναμη;

4. Σε ποια μηχανήματα συναντάμε τη δύναμη Laplace;

5. Πώς συμβολίζεται η μαγνητική επαγωγή;

---

5. Πολύ απλή άσκηση (10’)

Άσκηση:
Ένα σύρμα μήκους $L=0,2m$ βρίσκεται κάθετα σε μαγνητικό πεδίο έντασης $B=0,5T$. Από το σύρμα περνά ρεύμα $I=3A$.
Να βρεθεί η δύναμη Laplace.

Λύση:

$$F=B\cdot I\cdot L=0,5\cdot 3\cdot 0,2=0,3N$$

---

6. Κλείσιμο μαθήματος – Επανάληψη (5’)

• Υπενθύμιση:
  «Η δύναμη Laplace εμφανίζεται όταν έχουμε ρεύμα + μαγνητικό πεδίο → το σύρμα κινείται.»

• Παράδειγμα: κινητήρες, μεγάφωνα, σκληροί δίσκοι.

.

---

📄 Φύλλο Εργασίας – Δύναμη Laplace

Θεωρία

• Όταν ένα σύρμα που διαρρέεται από ρεύμα τοποθετηθεί μέσα σε μαγνητικό πεδίο, δέχεται μια δύναμη που ονομάζεται δύναμη Laplace.

• Η δύναμη αυτή μπορεί να κινήσει το σύρμα.

• Εμφανίζεται σε συσκευές όπως: ηλεκτρικοί κινητήρες, μεγάφωνα, ανεμιστήρες.

👉 Τύπος:

$$F=B\cdot I\cdot L$$

όπου:

• $\mathrm{F:\; \delta ύ\nu \alpha \mu \eta \; \sigma \epsilon \; Newton\; (N)}$

• $B$: μαγνητική επαγωγή σε Tesla (T)

• $I$: ένταση ρεύματος σε Ampere (A)

• $L$ μήκος αγωγού μέσα στο πεδίο σε μέτρα (m)

---

Ερωτήσεις κατανόησης (Σωστό – Λάθος)

1. Η δύναμη Laplace εμφανίζεται μόνο όταν υπάρχει μαγνητικό πεδίο. (Σ/Λ)

2. Αν δεν περνά ρεύμα από το σύρμα, η δύναμη Laplace δεν υπάρχει. (Σ/Λ)

3. Ο τύπος της δύναμης είναι $F=m\cdot a$ (Σ/Λ)

4. Η δύναμη Laplace είναι χρήσιμη σε ηλεκτρικούς κινητήρες. (Σ/Λ)

5. Η μαγνητική επαγωγή συμβολίζεται με το γράμμα $B$. (Σ/Λ)

---

Ερωτήσεις σύντομης απάντησης

1. Τι είναι η δύναμη Laplace;

2. Ποια δύο πράγματα πρέπει να συνυπάρχουν για να εμφανιστεί η δύναμη;

3. Δώσε ένα παράδειγμα συσκευής που λειτουργεί με βάση τη δύναμη Laplace.

---

Άσκηση

Ένα σύρμα μήκους $L=0,4\mathrm{m }$βρίσκεται κάθετα σε μαγνητικό πεδίο έντασης $B=0,2T$. Από το σύρμα περνά ρεύμα $I=5\mathrm{A\; .🔹\; {\rm N}\alpha \; \upsilon \pi o\lambda o\gamma ί\sigma \epsilon \tau \epsilon \; \tau \eta \; \delta ύ\nu \alpha \mu \eta \; Laplace\; \pi o\upsilon \; \delta έ\chi \epsilon \tau \alpha \iota \; \tau o\; \sigma ύ\rho \mu \alpha .}$

$\mathrm{<br>}$

$$

Εφαρμογές Δύναμης Laplace

https://www.seilias.gr/index.php?option=com_content&task=view&id=415&Itemid=63

https://www.youtube.com/watch?v=kYZvaFEO8pA

Σωληνοειδές

https://www.seilias.gr/index.php?option=com_content&task=view&id=518&Itemid=63