電流と磁場が斜めに交わるとき、力の大きさは「磁場に垂直な電流成分」で決まります。\(\sin 30° = 0.5\) なので、垂直の場合の半分の力になります。力の向きは電流と磁場の両方に垂直で、フレミングの左手の法則で求めます。
Step 1:力の向きを求める
フレミングの左手の法則で:
Step 2:力の大きさを求める
電流と磁場のなす角は \(\theta = 30°\) なので:
$$F = BIl\sin\theta = 2.0 \times 10^{-2} \times 3.0 \times 0.10 \times \sin 30°$$ $$= 2.0 \times 10^{-2} \times 3.0 \times 0.10 \times 0.5$$ $$= 3.0 \times 10^{-4} \text{ N}$$\(F = BIl\sin\theta\) の \(\sin\theta\) は、電流のうち磁場に垂直な成分の割合を表します。
電流 \(I\) を磁場に平行な成分(\(I\cos\theta\))と垂直な成分(\(I\sin\theta\))に分解すると、力を生むのは垂直な成分だけです。平行な成分は磁場と同じ向きなので力を受けません。
\(F = BIl\sin\theta\) の \(\theta\) は電流と磁場のなす角です。\(\sin\) を \(\cos\) と間違えないよう注意。力の向きは必ずフレミングの左手の法則で確認しましょう。