Знайти коефіцієнт тертя металевого бруска в однорідному вертикальному магнітному полі з індукцією 2Тл, коли брусок

Суть вопроса: Коэффициент трения металлического блока в магнитном поле

Инструкция:

Для нахождения коэффициента трения металлического блока в магнитном поле, нам необходимо использовать формулу, связывающую силу тяжести, силу трения и силу, возникающую в магнитном поле.

1. Найдите силу тяжести, действующую на блок. Для этого умножьте массу блока (0,5 кг) на ускорение свободного падения (g ≈ 9,8 м/с²). Получите значение: Fг = м × g.

2. Расчет силы магнитного поля. Используя формулу Fм = B × I × l, где B - индукция магнитного поля (2 Тл), I - сила тока (1,5 А), l - длина стороны металлического блока, равное в данной задаче 0,2 м (20 см), найдите силу магнитного поля.

3. Рассчитайте силу трения, используя второй закон Ньютона. Формула: Fтр = Fг - Fм.

4. Теперь мы можем найти коэффициент трения. Используя формулу Fтр = µ × N, где µ - коэффициент трения, N - нормальная сила (равная силе, с которой блок давит на опору), получите значение коэффициента трения.

Например:
Дано: масса блока (м) = 0,5 кг, индукция магнитного поля (В) = 2 Тл, сила тока (I) = 1,5 А, расстояние между рельсами (l) = 0,2 м.

1. Fг = 0,5 × 9,8 ≈ 4,9 Н.
2. Fм = 2 × 1,5 × 0,2 ≈ 0,6 Н.
3. Fтр = 4,9 - 0,6 ≈ 4,3 Н.
4. µ = Fтр / N. Здесь нам нужна нормальная сила, которая равна весу блока, т.е. N = Fг.
µ = 4,3 / 4,9 ≈ 0,88.

Совет: Для лучшего понимания темы, рекомендуется кроме формулы также посмотреть на физическую интерпретацию каждой силы в задаче. Например, сила тяжести зависит от массы объекта и ускорения свободного падения.

Задание: Найдите коэффициент трения металлического блока в однородном горизонтальном магнитном поле с индукцией 1,5 Тл. Масса блока составляет 0,3 кг, а сила тока равна 2 А. Расстояние между параллельными металлическими рельсами составляет 30 см.