Сила, действующая на проводник в магнитном поле
Какую горизонтальную силу нужно приложить, чтобы проводящий стержень массой 0,1 кг и длиной 0,25 м, который лежит
Какую горизонтальную силу нужно приложить, чтобы проводящий стержень массой 0,1 кг и длиной 0,25 м, который лежит на горизонтальной поверхности перпендикулярно силовым линиям горизонтального магнитного поля с индукцией 0,2 Тл, начал равномерное поступательное движение вдоль оси, если течет ток 10 А через стержень и коэффициент трения между стержнем и поверхностью равен 0,1?
11.12.2023 10:56
Написать свой ответ:
Инструкция: Для решения этой задачи нам необходимо учесть несколько факторов. Во-первых, проводник будет подвергаться силе, возникающей из-за взаимодействия магнитного поля и тока, который течет через проводник. Во-вторых, мы должны учесть силу трения между проводником и поверхностью, которая может препятствовать движению проводника.
Используем формулу, чтобы вычислить силу, действующую на проводник в магнитном поле:
F = BIL
где F - сила, B - индукция магнитного поля, I - сила тока через проводник, L - длина проводника.
Теперь посчитаем силу трения:
Fтр = μN
где Fтр - сила трения, μ - коэффициент трения между проводником и поверхностью, N - нормальная сила (равна весу проводника).
Итак, суммируя силы, мы получим величину силы, которую нужно приложить, чтобы проводящий стержень начал равномерное поступательное движение:
Fсум = F + Fтр
Подставим значения:
F = BIL = 0,2 Тл * 10 А * 0,25 м = 0,5 Н
Fтр = μN = 0,1 * m * g = 0,1 * 0,1 кг * 9,8 Н = 0,098 Н
Fсум = 0,5 Н + 0,098 Н = 0,598 Н
Таким образом, чтобы проводящий стержень начал равномерное поступательное движение, нужно приложить горизонтальную силу величиной около 0,598 Н.
Пример использования:
Ученик: Какую горизонтальную силу нужно приложить, чтобы проводящий стержень начал двигаться вдоль оси?
Учитель: Для решения этой задачи, нам потребуется учесть взаимодействие магнитного поля и тока через проводник, а также силу трения. Используя формулы, мы можем вычислить силу, которую необходимо приложить. Давайте я покажу вам пошаговое решение.
Совет: Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется изучить разделы о силе Лоренца, магнитном поле и трении. Это позволит вам лучше понять физические принципы, лежащие в основе этой задачи.
Упражнение: Вычислите силу, необходимую для движения проводящего стержня массой 0,2 кг и длиной 0,3 м, если индукция магнитного поля равна 0,4 Тл, ток через проводник 8 А, а коэффициент трения между стержнем и поверхностью составляет 0,2.