Какая сила воздействует на проводник длиной 8 см, если сила тока равна 4 А, угол между направлением тока и вектором магнитной индукции составляет 30 градусов, а магнитное поле является однородным и имеет индукцию 2 Тл?
Радио
Будем решать задачу методом, который называется "правило левой руки" или "правило левой руки Орестеда". Согласно этому правилу, руку нужно согнуть так, чтобы большой палец указывал в сторону направления тока, а остальные пальцы — в сторону магнитного поля.
Из условия задачи у нас есть следующие данные: длина проводника \(l = 8\) см, сила тока \(I = 4\) А, угол между направлением тока и вектором магнитной индукции \(\theta = 30\) градусов, а магнитное поле является однородным.
Вектор магнитной индукции обозначим как \(\vec{B}\), а сила, действующая на проводник, обозначим как \(\vec{F}\).
Сила, действующая на проводник в магнитном поле, определяется по формуле:
\[
\vec{F} = I \cdot \vec{l} \times \vec{B}
\]
где \(I\) — сила тока, \(\vec{l}\) — вектор длины проводника, а \(\times\) означает векторное произведение.
В данной задаче вектор длины проводника направлен вдоль проводника, а вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости проводника. Векторное произведение двух векторов, принадлежащих перпендикулярным плоскостям, равно произведению модулей этих векторов и синуса угла между ними.
Таким образом, для нашей задачи формула принимает вид:
\[
|\vec{F}| = I \cdot |\vec{l}| \cdot |\vec{B}| \cdot \sin(\theta)
\]
Подставляя известные значения, получаем:
\[
|\vec{F}| = 4 \, \text{А} \cdot 8 \, \text{см} \cdot |\vec{B}| \cdot \sin(30^\circ)
\]
Конвертируем длину проводника в метры:
\[
|\vec{F}| = 4 \, \text{А} \cdot 0.08 \, \text{м} \cdot |\vec{B}| \cdot \sin(30^\circ)
\]
Теперь осталось найти значение магнитной индукции \(\vec{B}\), чтобы определить силу.
Произведем некоторые упрощения и приближения для дальнейшего решения. Значение синуса угла 30 градусов равно \(0.5\).
Теперь формула имеет вид:
\[
|\vec{F}| = 4 \, \text{А} \cdot 0.08 \, \text{м} \cdot |\vec{B}| \cdot 0.5
\]
Мы знаем, что индукция магнитного поля обозначается символом \(B\), а модуль вектора магнитной индукции \(|\vec{B}|\). Согласно условию, магнитное поле является однородным. Это означает, что вектор магнитной индукции могут быть представлены в виде:
\[
\vec{B} = |\vec{B}| \cdot \vec{e}_B
\]
где \(\vec{e}_B\) — единичный вектор в направлении магнитного поля.
Подставляя в формулу, получаем:
\[
|\vec{F}| = 4 \, \text{А} \cdot 0.08 \, \text{м} \cdot |\vec{B}| \cdot 0.5 = 2 \, \text{Н} \cdot 0.08 \, \text{м} \cdot |\vec{B}|
\]
Теперь сила действия на проводник найдена. Значением силы будет \(2 \, \text{Н} \cdot 0.08 \, \text{м} \cdot |\vec{B}|\).
Однако, чтобы получить ответ в числовом виде, нужно знать величину магнитной индукции \(|\vec{B}|\). Возможно, в условии задачи есть дополнительные данные, которые позволяют найти значение индукции магнитного поля. Пожалуйста, предоставьте дополнительные сведения или числовые значения, чтобы мы могли рассчитать силу действия на проводник.
Из условия задачи у нас есть следующие данные: длина проводника \(l = 8\) см, сила тока \(I = 4\) А, угол между направлением тока и вектором магнитной индукции \(\theta = 30\) градусов, а магнитное поле является однородным.
Вектор магнитной индукции обозначим как \(\vec{B}\), а сила, действующая на проводник, обозначим как \(\vec{F}\).
Сила, действующая на проводник в магнитном поле, определяется по формуле:
\[
\vec{F} = I \cdot \vec{l} \times \vec{B}
\]
где \(I\) — сила тока, \(\vec{l}\) — вектор длины проводника, а \(\times\) означает векторное произведение.
В данной задаче вектор длины проводника направлен вдоль проводника, а вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости проводника. Векторное произведение двух векторов, принадлежащих перпендикулярным плоскостям, равно произведению модулей этих векторов и синуса угла между ними.
Таким образом, для нашей задачи формула принимает вид:
\[
|\vec{F}| = I \cdot |\vec{l}| \cdot |\vec{B}| \cdot \sin(\theta)
\]
Подставляя известные значения, получаем:
\[
|\vec{F}| = 4 \, \text{А} \cdot 8 \, \text{см} \cdot |\vec{B}| \cdot \sin(30^\circ)
\]
Конвертируем длину проводника в метры:
\[
|\vec{F}| = 4 \, \text{А} \cdot 0.08 \, \text{м} \cdot |\vec{B}| \cdot \sin(30^\circ)
\]
Теперь осталось найти значение магнитной индукции \(\vec{B}\), чтобы определить силу.
Произведем некоторые упрощения и приближения для дальнейшего решения. Значение синуса угла 30 градусов равно \(0.5\).
Теперь формула имеет вид:
\[
|\vec{F}| = 4 \, \text{А} \cdot 0.08 \, \text{м} \cdot |\vec{B}| \cdot 0.5
\]
Мы знаем, что индукция магнитного поля обозначается символом \(B\), а модуль вектора магнитной индукции \(|\vec{B}|\). Согласно условию, магнитное поле является однородным. Это означает, что вектор магнитной индукции могут быть представлены в виде:
\[
\vec{B} = |\vec{B}| \cdot \vec{e}_B
\]
где \(\vec{e}_B\) — единичный вектор в направлении магнитного поля.
Подставляя в формулу, получаем:
\[
|\vec{F}| = 4 \, \text{А} \cdot 0.08 \, \text{м} \cdot |\vec{B}| \cdot 0.5 = 2 \, \text{Н} \cdot 0.08 \, \text{м} \cdot |\vec{B}|
\]
Теперь сила действия на проводник найдена. Значением силы будет \(2 \, \text{Н} \cdot 0.08 \, \text{м} \cdot |\vec{B}|\).
Однако, чтобы получить ответ в числовом виде, нужно знать величину магнитной индукции \(|\vec{B}|\). Возможно, в условии задачи есть дополнительные данные, которые позволяют найти значение индукции магнитного поля. Пожалуйста, предоставьте дополнительные сведения или числовые значения, чтобы мы могли рассчитать силу действия на проводник.
Знаешь ответ?