Từ trường của một vật có thể mạnh hơn trọng lực của nó không?

Một hành tinh, ngôi sao hoặc mặt khác có thể có từ trường mạnh hơn hoặc có phạm vi rộng hơn trọng lực của nó?

— Muze Troll tốt.
nguồn

Câu hỏi thú vị!

— uhoh

Trọng lực và điện từ đều có phạm vi vô hạn.

— user76284

Nam châm? "Từ trường của một nam châm sẽ gây chết người ngay cả ở khoảng cách 1000 km do từ trường mạnh làm biến dạng các đám mây điện tử của các nguyên tử cấu thành của chủ thể, khiến hóa học không thể tồn tại": en.wikipedia.org/wiki/Magnetar

— jamesqf

Từ trường và lực có các đơn vị / kích thước khác nhau và không thể so sánh trực tiếp.

— Rob Jeffries

@Jamesqf Tiền thân Proton ...?

— Russell McMahon

Câu trả lời:

Chúng ta hãy xem lực từ thích hợp (trái ngược với lực Lorentz tác dụng lên một vật chuyển động, tích điện được mô tả trong câu trả lời của @ KenG ) trên một mẫu vật liệu $S$ có từ tính với khối lượng $M_S$ như một cách để so sánh. Hãy tùy tiện giả định nó có một cố định, vĩnh viễn mômen từ $m_S$ . Chúng ta không thể sử dụng sắt vì nó sẽ bão hòa quá dễ dàng.

Sau đó, hãy nhìn vào cách các lực quy mô khác nhau với khoảng cách

\begin{matrix} (1) & F_{G} = - \frac{G M_{S} M}{r^{2}} \hat{r} \end{matrix}

$\mathbf{F_G} = -\frac{G M_S M}{r^2}\mathbf{\hat{r}} \tag{1}$

\begin{matrix} (2) & F_{B} = \nabla (m_{S} \cdot B (r)) \end{matrix}

$\mathbf{F_B} =\nabla (\mathbf{m_S} \cdot \mathbf{B}(\mathbf{r})) \tag{2}$

Nếu chúng ta giảm bớt những phương trình vô hướng tại một bán kính $R$ (giả $\mathbf{m_S}$ và $\mathbf{B}$ song song với nhau) thừa nhận tất cả các lực lượng rất hấp dẫn, và đánh giá tiềm năng và gradient của họ trên đường xích đạo của cơ thể lúc đó là thể chất bán kính $R$ . Vì lực từ trên mẫu vật lưỡng cực của chúng ta giảm nhanh hơn lực hấp dẫn, chúng ta phải đánh giá hai vật ở khoảng cách vật lý gần nhất có thể:

\begin{matrix} (3) & F_{G} = \frac{G M_{S} M}{R^{2}} \end{matrix}

$F_G = \frac{G M_S M}{R^2} \tag{3}$

\begin{matrix} (4) & F_{B} = \frac{3 m_{S} B_{r = R}}{R} \end{matrix}

$F_B = \frac{3 m_S B_{r=R}}{R} \tag{4}$

trong đó mẫu vật của chúng tôi cách $R$ từ nguồn trường của chúng tôi và thời điểm $m_S$ là từ hóa của 1 Tesla nhân với thể tích của một nam châm đất hiếm 1 kg, khoảng 0,000125 mét khối.

Tất cả các đơn vị MKS, tất cả các số sân bóng thô, tập trung vào từ trường mạnh nhất

Body             R (m)      M (kg)    B(r=R) (T)    F_G  (N)    F_B (N)    F_B/F_G
Earth            6.4E+06    6.0E+24   5.0E-05       9.8E+00     2.9E-15    3.0E-16
Jupiter          7.1E+07    1.9E+27   4.2E-04       2.5E+01     2.2E-15    8.8E-17
Neutron Star     1.0E+04    4.0E+30   5.0E+10       2.7E+12     1.9E+03    7.0E-10
Magnetar         1.0E+04    4.0E+30   2.0E+11       2.7E+12     7.6E+03    2.8E-09

Vì vậy, ngay cả đối với một Magnetar (xem thêm 1 , 2 ) một loại sao neutron có từ trường rất mạnh), lực từ đối với mẫu nam châm vĩnh cửu 1kg của chúng ta chỉ mạnh bằng 3 phần tỷ so với lực hấp dẫn.

Bạn có thể thấy tỷ lệ thuận lợi hơn nhiều nếu bạn so sánh hai hạt hạ nguyên tử ở khoảng cách ngắn (ví dụ 1E-15 mét) nhưng đối với các vật thể thiên văn, lực hấp dẫn dường như chiến thắng một cách thông minh.

— ồ
nguồn

Tôi không nghĩ rằng biểu hiện của bạn cho lực từ là chính xác. Đối với một vật liệu từ tính, nó nên phụ thuộc vào

. Và nếu bạn đang đặt trong

và sử dụng đơn vị SI, sau đó ở đâu là

B^{2}

$B^2$

G

$G$

μ_{0} / 4 π

$\mu_0/4\pi$

— Rob Jeffries

@RobJeffries từ "từ tính" là một tạo tác từ phiên bản trước và tôi sẽ thay đổi nó thành "từ hóa". Câu tiếp theo nói rằng đó là một nam châm vĩnh cửu có momen từ tính

(1 kg, mật độ khoảng 8000 kg / m ^ 2, từ hóa 1 Tesla) và sau đó tôi đề cập rằng chúng ta có thể giả sử

và

là song song (hoặc phản song song ) Tất nhiên là vô lý khi đặt một nam châm gần bề mặt của một ngôi sao neutron (trừ khi nó nằm trong vỏ Sản phẩm chung ). Tôi chỉ muốn cho thấy rằng trọng lực chiến thắng bởi một trận lở đất.

m_{S}

$\mathbf{m_S}$

m_{S}

$\mathbf{m_S}$

B

$B$

— uhoh

Bình luận không dành cho thảo luận mở rộng; cuộc trò chuyện này đã được chuyển sang trò chuyện .

— gọi là 2voyage

Nó phụ thuộc vào đối tượng mà nó hành động. Có nhiều vật thể, bao gồm các ngôi sao, có từ trường trong đó lực Lorentz tác dụng lên các hạt tích điện như electron và proton mạnh hơn lực hấp dẫn tác dụng lên chúng.

Cũng nên nhớ rằng cường độ của lực Lorentz phụ thuộc vào tốc độ của hạt di chuyển qua nó, do đó, một electron chuyển động đủ nhanh ngay cả ở đây trên Trái đất sẽ nhận được lực từ lớn hơn lực hấp dẫn. Đây là cách từ trường của Trái đất có thể chứa các hạt tích điện trong vành đai Van Allen mà trọng lực của nó không thể chứa.

— Ken G
nguồn

Xuất sắc! +1Tôi hoàn toàn quên mất lực Lorentz đã trải qua bởi các hạt tích điện và chỉ tạo ra lực từ tĩnh tĩnh cũ so với lực hấp dẫn .

— uhoh

Câu trả lời hay cho câu hỏi không hay nào đó

— Alchimista

+1 cũng để chỉ ra sự khác biệt lớn. Trọng lực không bị ảnh hưởng bởi tốc độ (rời rạc | | <<< c) trong khi lực Lorentz là.

— Mindwin

@Alchimista Đó là Ngọc trai >>> Sand the Stack chạy trên. Scoop dưới đáy đại dương. Các câu hỏi giống như cát nhưng phần vẩy có thể chứa ngọc trai ở đâu đó. Một câu hỏi có thể được đo lường bằng chất lượng của các câu trả lời mà nó đưa ra.

— Mindwin

@Mindwin Cảm ơn bạn rất nhiều. Tôi thực sự đặt nhiều suy nghĩ trong câu hỏi. Làm thế nào bạn sẽ từ nó?

— Muze Troll tốt.

Điều đó là không thể, nhưng câu trả lời ngắn gọn là "không".

Một trường hấp dẫn sẽ tăng tốc tất cả vật chất và năng lượng trong khi một từ trường sẽ chỉ tăng tốc các điện tích chuyển động (các nam châm khác).

Lực do trọng lực tỷ lệ với bình phương nghịch đảo của khoảng cách, và lực do từ tính bất thường tiếp cận khối lập phương nghịch đảo của khoảng cách. Ở một khoảng cách tới hạn nào đó lực hấp dẫn sẽ trở nên mạnh hơn lực từ.

Trừ khi phần lớn cơ thể lớn là từ tính, thậm chí trên các cực từ, từ trường có thể sẽ quá thấp để tạo ra một nam châm điển hình trong trường hấp dẫn của cơ thể lớn.

— vô danh
nguồn

Các electron có mô men từ lớn và khối lượng nhỏ, do đó có thể có cơ hội cho chúng và ortho-positronium có mô men từ, khối lượng nhỏ và không được tích điện nên sẽ không có lực Lorentz.

— uhoh

Nhận xét tuyệt vời. Điểm mấu chốt là lực từ vượt quá lực hấp dẫn chỉ khi vật thể nhỏ bé, chẳng hạn như electron hoặc nguyên tử.

— PERFESSER CREEK-NƯỚC

Vẫn ở đây? chỉ đang đi lang thang?

— Muze Troll tốt.