Какую силу тока необходимо пропустить через стержень, чтобы он начал двигаться, если стержень лежит на горизонтальных
Какую силу тока необходимо пропустить через стержень, чтобы он начал двигаться, если стержень лежит на горизонтальных рельсах с расстоянием между ними l = 60 см? Рельсы и стержень находятся в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией b = 0.60 тл. Масса стержня равна m = 0,5 кг, а коэффициент трения стержня о рельсы µ неизвестен.
16.12.2023 16:32
Написать свой ответ:
Пояснение: Чтобы стержень начал двигаться в магнитном поле, необходимо преодолеть силу трения между стержнем и рельсами. Эта сила трения пропорциональна нормальной силе и коэффициенту трения.
Нормальная сила, действующая на стержень, равна его весу. Выражается она через массу стержня (m) и ускорение свободного падения (g) следующим образом: N = m * g.
Теперь мы можем найти силу трения: Fтр = µ * N.
Согласно условию, известно, что сила трения равна силе Лоренца, которая выражается через силу тока (I), индукцию магнитного поля (b) и длину проводника (l).
Fтр = b * l * I.
Приравняем силы трения и Лоренца:
µ * N = b * l * I.
Теперь можем выразить силу тока (I):
I = (µ * m * g) / (b * l).
Пример: Пусть µ = 0.2. Тогда I = (0.2 * 0.5 * 9.8) / (0.60 * 0.60) ≈ 0.34 Ампера.
Совет: Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется изучить закон Лоренца и составляющие силы, влияющие на движение проводника в магнитном поле.
Задача для проверки: Длина стержня уменьшается вдвое, все остальные параметры остаются неизменными. Как это повлияет на необходимую силу тока для начала движения стержня?